[发明专利]一种负载型PdAgCu三金属纳米催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种负载型PdAgCu三金属纳米催化剂的制备方法及应用，包括如下步骤：将Pd前驱体盐溶于稀硝酸中，加入表面活性剂搅拌至完全溶解，超声分散得Pd混合前驱体溶液；将Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;载体和Pd混合前驱体溶液在旋转蒸发器中真空浸渍，离心洗涤，烘干，马弗炉中焙烧制得物质A；将Ag前驱体盐与Cu前驱体盐溶于去离子水中，制备AgCu混合前驱体溶液；将物质A加入到AgCu混合前驱体溶液中，重复步骤2)得物质C；将物质C置于高压釜中，高温还原反应，获负载型PdAgCu三金属纳米催化剂。本发明制备的负载型Pd基多金属纳米催化剂的活性组分分散性良好，大小均一，在Csubgt;4/subgt;选择加氢反应中有良好的催化活性与选择性。

技术领域

本发明属于本发明属于催化剂制备领域，尤其是涉及一种负载型PdAgCu三金属纳米催化剂的制备方法及其在C₄炔烃加氢反应中的应用。

背景技术

加氢是石化、煤化工、精细化工和环境工业的中心主题之一。在石化工业中，加氢脱氮和加氢脱硫工艺被广泛用于脱除油品中的S、N等杂质，加氢异构化是提高汽油辛烷值的主要途径，选择性加氢则是乙烯、丙烯等烯烃生产过程中脱除炔烃或二烯等杂质的直接途径。选择性催化加氢在石油化工和精细化工领域都有广泛的应用，但是由于催化剂的活性、选择性等问题的影响，急需设计一些高性能、高活性的催化剂，然而催化加氢体系中催化剂的设计与制备仍然具有挑战性。

C₄炔烃是乙烯装置丁二烯抽提过程中的副产物，其中炔烃(如乙烯基乙炔与丁炔)浓度较高(质量分数＞35％)，易聚合爆炸，必须先用丁烯、丁烷稀释到安全范围后才能排放火炬或低价出售，因此造成较大的资源浪费和环境污染。随着裂解深度及裂解技术等因素的影响，裂解碳四馏分中炔烃含量呈增加趋势，导致抽提过程中丁二烯的损失增大、能耗增加。同时随着有机合成工业技术的发展，对丁二烯中炔烃含量的限制更加严格，这些因素均导致丁二烯抽提装置的经济性变差。采用选择加氢除炔技术将C₄炔烃选择加氢为丁二烯、丁烯或烷烃，其中，1，3-丁二烯是合成橡胶的重要单体，丁烯又是生成甲基叔丁基醚(简称MTBE)或烷基化的原料，而丁烷又可以返回乙烯装置作为裂解的原料。C₄炔烃选择加氢技术不仅可以避免炔烃的排放，大幅降低装置运行的安全风险，还可以回收丁二烯、丁烯或烷烃，提高装置的经济性。

随着催化加氢技术的发展，安全风险与资源浪费问题都得到了很好的解决，选择加氢技术的应用不仅提高了过程的经济效益，同时也降低了安全风险。在C₄炔烃选择加氢过程中，催化剂的选择尤为重要，要保证其在一定催化活性的基础上再进一步提高选择性。其中钯(Pd)催化剂是近年来备受关注的高效加氢反应催化剂，已成为催化领域的重要研究热点之一。Pd催化剂虽然在C₄加氢反应中有较高的活性，但是其选择性较低，造成过度加氢生成大量副产物而限制了其在工业生产中的大规模应用。而Cu基催化剂，该催化剂在C₄炔烃加氢反应中有较高的选择性，但因为Cu基催化剂的使用寿命和催化活性较低而难以满足工业要求。经研究发现助剂Ag改变了Pd在催化剂上的几何分布和电子结构，降低了Pd分散度，减少了催化剂表面低配位活性中心的数量，降低了Pd活性位对烯烃的吸附强度，从而提高了催化剂的丁二烯加氢活性，同时也降低了Pd催化剂的流失，提升了寿命。

基于以上背景，通过助剂改性进一步提升Pd催化剂在C₄加氢反应中的寿命、催化活性与选择性是非常重要的研究课题；本发明提出了一种负载型PdAgCu三金属纳米催化剂的制备方法，以提高Pd基催化剂在C₄加氢反应中的催化性能。

发明内容