[发明专利]活性炭载体处理方法、钯炭催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了活性炭载体的处理方法，包括以下步骤：步骤一、常温条件下，将活性炭置于预处理溶液中浸泡20h～30h，洗涤，过滤，得到预处理活性炭；预处理溶液为硝酸溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液或双氧水；步骤二、将步骤一所述预处理活性炭加入到缓冲溶液中，常温条件下搅拌1h～48h，过滤，得到活性炭载体；此外，本发明还提供采用上述方法得到的活性炭载体制备钯碳催化剂的方法及应用。本发明通过预处理溶液处理活性炭，缓冲溶液对预处理活性炭进行二次处理，不经水洗，直接得到严格控制表面本征pH值的载体用于制备钯炭催化剂，催化剂在催化合成N,N‑二甲基环己胺反应中具有高的反应活性。

技术领域

本发明属于催化技术领域，具体涉及活性炭载体处理方法、钯炭催化剂的制备方法及应用。

背景技术

Pd/C催化剂广泛应用于催化液相加氢、氧化、偶联等反应，对实现医药、染料、农药等精细化学产品的绿色生产起到不可替代的作用，实现Pd/C催化剂的可控制备是其中关键的技术。Pd/C的可控制备往往由活性炭表面性质的调节来实现，进而达到对贵金属活性中心粒子形貌的精确控制。

根据C.F.Baes[C.F.Baes and R.S.Mesmer,Ber.Bunsen-Ges.,1977,811245-246.]和S.Y.Troitskii[S.Y.Troitskii,A.L.Chuvilin and V.A.Likholobov,Russ.Chem.Bull.,1955,44,1822-1826]的研究，由于Pd具有丰富的配位作用，在水相中常常随着pH的不同水解为不同的配位状态，并且会生成很小的Pd(OH)₂纳米颗粒种子，如：

这些Pd的不同配位状态以及[Pd(OH)₂]n纳米颗粒种子会影响还原初期所生成Pd0纳米颗粒的大小和数量。在很多文献中都有介绍Pd纳米颗粒的生长过程，梁秋霞的研究[Pd/C催化剂载体表面微环境与前驱体吸附行为研究[D].浙江:浙江工业大学化学工程与材料学院，2008.]表明，纳米颗粒的最终形貌与初期所形成Pd0有很大的关系，那么控制Pd0的形成就变得尤为重要。目前为止，浸渍法仍然是炭载贵金属催化剂的一种主要制备方法，在浸渍法中，人们将贵金属前驱体溶液和活性炭混合，制备催化剂，因此，活性炭的表面性质会对催化剂的活性产生很大的影响，那么对活性炭的表面改性受到越来越多人们的关注。

申请号为2015109195194，公开日为2017年6月20日，名称为《一种改性活性炭催化剂的制备及催化剂和应用》的发明专利申请文件公开了以硝酸改变活性炭表面含氧基团的方法，公告号为CN105268425B，公开日为2016年1月27日，名称为《一种改性活性炭催化剂及其制备和应用》的发明专利中公开了对活性炭载体进行金属改性的方法。但是，以上技术方案中均未涉及活性炭表面本征pH对催化剂性能的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供活性炭载体处理方法、钯炭催化剂的制备方法及应用，本发明通过预处理溶液和缓冲溶液对活性炭进行处理，不经水洗，直接得到严格控制表面本征pH值的载体，处理方法简单。更进一步的，本发明处理方法得到的载体适用于制备钯炭催化剂，采用本发明制备方法得到的钯炭催化剂，在催化合成N,N-二甲基环己胺反应中具有高的反应性能，对原料二甲胺具有较好的抗毒化能力，原料环己酮反应完全，N,N-二甲基环己胺收率在91.6％以上。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种活性炭载体的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、常温条件下，将活性炭置于预处理溶液中浸泡20h～30h，过滤，洗涤截留物，过滤，得到预处理活性炭；所述预处理溶液为硝酸溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液或双氧水；