[发明专利]一种催化加氢用碳载钯铂金属催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化加氢技术领域，提出了一种新的催化加氢用碳载钯铂金属催化剂的制备方法。

背景技术

碳负载贵金属催化剂被广泛应用于各类有机化合物的加氢、脱氢反应中，其中以碳负载钯、铂贵金属催化剂应用最为广泛。在各类有机化合物的加氢、脱氢反应过程中负载型贵金属催化剂具有高活性、高选择性、以及其他金属催化剂所不具备的抗硫、抗老化性。在贵金属催化剂中钯组份的主要贡献表现在提高催化剂的选择性方面，而铂组分的作用主要表现在催化剂活性的提高。铂、钯的添加比例的高低对催化剂的活性、选择性有一定的影响。

目前钯、铂双金属催化剂的制备方法有浸渍法、离子交换法、优选浸渍法，一般采用共浸法。钯和铂可以分别和共同浸渍到载体上。通过干燥、高温焙烧、还原制备得到钯、铂双金属催化剂。采用浸渍法在载体中引入钯和铂，催化剂中钯、铂金属的分散度较高，因此制备出的催化剂中钯和铂的合金化较低，大部分钯和铂以钯原子簇和铂原子簇的形式存在，从而导致了钯和铂在催化剂加氢过程中不能产生较好的协同效应。

例如，CN 1081223C中描述了一种含铂和钯双金属组分催化剂的制备方法。将第一种溶剂中溶解有一种铂或钯化合物的溶液与一种载体接触，再将第二种溶剂中溶解有另一种钯或铂化合物的溶液与该载体接触，干燥并焙烧，其特征在于，第一次接触后只经过干燥。

CN 1846852A中描述了一种碳载铂催化剂的制备方法，在含有载体的悬浮液中加入M₂Pt( OH)₆配制成铂含量0.01-20g/L的溶液，搅拌、调节pH至1-10（其中，M为H、NH⁴⁺、Na、K碱金属），加入还原剂还原、洗涤、干燥得到催化剂。

USP 5308814公开了一种烃类原料加氢用的催化剂，该催化剂含有一种含Y型沸石的载体和以催化剂总重量计，各0.1%-2.0%（wt）的铂和钯，所述钯和铂以5：1-1：2的重量比负载在所述含Y型沸石的载体上。该催化剂的制备方法采用共浸法，浸渍液为Pt (NH₃) ₄C1₂、Pd (NH₃) ₄Cl₂的混合溶液。该催化剂具有较高的加氢活性。 

GB1574773A中提出，催化剂载体为活性炭，活性金属离子通过活性炭上的酸根原子H⁺与含铂、钯化合物的水溶液中阳离子交换而制备的，不经还原过程，即可直接使用。在实际生产过程中，由于这种催化剂通过生产环境中还原活化，其各项物化性能指标难于满足生产的要求，目前还没有用于工业生产。

US3736266该发明公开的方法是将活性炭颗粒在含钯化合物的酸性溶液中形成一种悬浮液，用碱土金属氢氧化物把溶液PH值调到12，把钯氢氧化物沉淀在炭载体上，用甲醛、肼等还原。这种方法只有借助于碱土金属氢氧化物才能把钯的氢氧化物沉淀在炭上，其他碱类达不到所需要的PH值。还要特别注意试剂的添加量，还原出来的钯晶粒粗大，直径超过100?，因而具有活性的催化剂表面积小。

值得特别注意的是US2823235提出了一种以具有低比表面积、高亲油性的活性碳为载体制备用于硝基加氢的钯、铂或者钯铂双金属的催化剂。该专利中提到通常人们认为催化剂的比表面积越大其吸附的接触反应的金属元素越多，硝基加氢反应催化剂通常比表面积达到300-1200 m²/g。而专利US2823235中所使用的高亲油性活性碳比表面积为20-100 m²/g，其比面积大约60m²/g，灰质含量0.03%，油吸收因子200-400。此催化剂活性强弱的关键在于其油吸收因子的大小。该方法首先将高亲油性碳悬于去除铜离子的水中。此时可以添加一种助催剂的水溶性盐，添加碳酸钠水溶液来让助剂金属沉淀。在室温条件下加入一种碱金属元素重碳酸盐，然后缓慢加入催化剂使用的贵金属盐溶液。以钯碳催化剂为例，实验表明添加过量的重碳酸盐可以在室温条件下，形成稳定的钯金属系统，从而使得催化剂系统变得可控。

通过以上国内外贵金属催化剂专利分析我们发现，在已有的碳负载贵金属催化剂的制备方法中，存在着制备工艺繁杂，贵金属活性组分粒径及分布差，粒度过大，催化剂的活性不高，且由于碳载体的性能不好，致使催化剂过滤困难，影响了催化剂的使用寿命。

发明内容

本发明的目的主要在于制备一种碳载钯铂金属的催化剂，该催化剂对有机加氢具有高转化率和高选择性。