[发明专利]钯系负载型加氢催化剂的制备方法及其催化剂

说明书

本发明涉及一种钯系负载型加氢催化剂的制备方法和用途。主要解决传统制备方法中活性组分钯分散无法精准控制，且高温易团聚，导致催化剂加氢性能差的问题。将钯盐、锌盐、咪唑类化合物及载体分别分散在溶剂中，按比例混合后，将混合物依次经过热反应、还原、焙烧处理，即得钯系负载型催化剂。该方法工艺流程简单，过程易于控制且易放大，催化剂结构新颖独特，对羧基苯甲醛的转化效率高，在粗对苯二甲酸加氢精制反应中具有潜在的工业应用前景。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，涉及一种钯系负载型加氢催化剂的制备方法及其催化剂。

背景技术

钯炭催化剂是粗对苯二甲酸加氢精制反应的核心催化剂。具体是指将粗对苯二甲酸中的杂质对羧基苯甲醛(4-CBA)在钯炭催化剂的作用下加氢转化成其他化合物，然后通过后续多次结晶分离步骤达到提纯粗对苯二甲酸的目的。目前工业用钯炭催化剂主要采用浸渍法制备，由于受浸渍液表面张力及溶剂化效应的影响，以及载体与金属盐溶液作用力不强的缘故，使得活性组分钯的分布难以精准控制，所得钯粒子在载体表面分布不均匀，导致加氢效果不理想。此外，所得催化剂中载体与金属粒子作用力不强，在高温反应环境中，钯微晶粒子容易聚集长大，从而导致催化剂性能降低，使用寿命缩短。为了解决传统浸渍法及现有钯炭催化剂的缺点，研究者相继开发了一系列新型的负载型金属催化剂的制备方法。

美国专利US4,476,242[Process for preparing palladium on carboncatalysts for purification of crude terephthalic acid]曾提出在钯化合物浸渍液的配置过程中使用甲醇或吡啶等有机溶剂，然后再浸渍椰壳炭，可以有效的防止钯粒子的迁移以及晶粒的长大。中国专利CN105498833B[对苯二甲酸加氢精制催化剂及其制备方法]提出采用二肟或乙二胺处理氧化石墨烯，以此为载体然后浸渍钯盐，还原后得到的钯催化剂，活性组分钯在载体表面分布均匀、钯的分散度高，该催化剂用于粗对苯二甲酸加氢精制反应，具有钯的利用率高，催化活性高的特点。文献[Photochemical route forsynthesizing atomically dispersed palladium catalysts.Science 2016,352,797-801.]报道了一种光化学方法，用乙二醇做修饰剂制备了单原子分散的Pd/TiO₂催化剂，其中钯的负载量高达1.5wt.％，该催化剂在加氢反应中具有极高的催化活性。

针对钯炭催化剂中活性组分分散无法精准控制，钯粒子易发生团聚影响催化剂性能的问题，本发明提供了一种钯催化剂及其制备方法，对于解决现有技术钯炭催化剂的缺点并满足PTA加氢精制反应需求具有重要价值。

发明内容

为了解决现有技术钯炭催化剂的活性组分钯分散无法精准控制，且易高温团聚引起粒子聚集，导致催化性能差的问题，本发明提供了一种钯系负载型加氢催化剂的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现的：

钯系负载型加氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：将含锌源、钯源、载体和溶剂的混合物，加入咪唑类化合物，还原处理，得到催化剂前驱体，将所述催化剂前驱体在含惰性气体的气氛下热处理，得到钯系负载型加氢催化剂。

上述技术方案中，所述溶剂选自包括水和醇的至少一种。

上述技术方案中，所述醇选自包括甲醇和乙醇的至少一种。

上述技术方案中，所述咪唑类化合物包括咪唑或咪唑的衍生物，优选为2-甲基咪唑、2-乙基咪唑或苯丙咪唑中的至少一种。

上述技术方案中，所述咪唑类化合物溶解在醇溶液中，所述醇选自包括甲醇和乙醇中的至少一种。

上述技术方案中，所述混合物中还加入表面活性剂，所述表面活性剂包括聚乙烯吡咯烷酮。