[发明专利]一种硫酸钡-碳气凝胶复合载体负载钯催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种硫酸钡‑碳复合载体负载钯催化剂的制备方法，其在密闭容器中，将水溶性糖类化合物和水溶性高分子，以及氢氧化钡或可溶性钡盐溶于水，加入硫酸或可溶性硫酸盐，在140～300℃反应，经洗涤、干燥得到硫酸钡‑碳凝胶载体，将硫酸钡/碳凝胶载体负载钯得到硫酸钡‑碳复合载体负载钯催化剂。本发明方法制备得到的硫酸钡‑碳复合载体负载钯催化剂分散性好、不易凝结、稳定性高、催化性能强，且寿命长。

技术领域

本发明涉及一种硫酸钡-碳气凝胶复合载体负载钯催化剂的制备方法。

背景技术

钯催化剂作为应用较广泛的金属催化剂，在有机合成和石油化工中有着极其重要的地位。在有机合成中，由于钯具有未充满的4d轨道，可与多种组分配位，通过改变配体和反应物的组合，有可能使许多不易发生的反应得以顺利进行。另外，钯配合物催化的反应一般具有反应条件温和、产率高和选择性好等特点。但均相钯催化反应中，均相催化剂如Pd(OAc)₂和PdCl₂等在反应过程中易产生钯黑，使催化活性下降，且催化剂难以从反应体系中分离回收和重复使用，这些因素严重影响了均相钯催化剂的工业应用。而对石油化工、炼油等很多工业催化反应，开发高活性、高选择性的钯催化剂也是研究热点。近年来，在钯催化剂的研发中，负载型钯催化剂作为一类新型催化剂引起了人们的极大关注。一方面，将钯催化剂负载于固体载体上，不仅可以保持其催化活性，而且在反应结束后，通过简单的过滤即可实现催化剂的回收利用；另一方面，通过对负载型钯催化剂中各组分的改进，可提高催化剂的活性及选择性。

李金兵等人在研究硫酸钡改性对Ag/α-Al₂O₃催化剂在乙烯环氧化催化性能的影响中发现，在α-Al₂O₃载体中加入硫酸钡对其改性，可以提高载体的强度和吸水率，提高Ag催化剂的初始活性和初始选择性。而且随着载体中硫酸钡含量的增加，银催化剂的初始反应温度进一步降低。当引入的硫酸钡经过高温焙烧处理后，在载体表面会形成“小突起”组织，使载体表面变得凹凸不平，抑制催化剂表面Ag粒子的迁移与聚集，降低Ag粒子在催化反应过程中的生长速率，从而改进Ag催化剂的稳定性，延长催化剂寿命。

发明内容

本发明旨在提供一种易于合成、稳定性高、催化性能高的硫酸钡-碳负载钯催化剂的制备方法。

本发明实现过程如下：

一种硫酸钡-碳气凝胶复合载体负载钯催化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）在密闭容器中，将水溶性糖类化合物和水溶性高分子，以及氢氧化钡或可溶性钡盐溶于水；

（2）加入硫酸或可溶性硫酸盐，在140～300℃反应，经洗涤、干燥得到硫酸钡-碳气凝胶复合载体；

（3）将硫酸钡-碳气凝胶复合载体负载钯得到硫酸钡-碳气凝胶复合载体负载钯催化剂。

上述步骤（2）优选的反应温度为160～230℃；步骤（3）干燥过程采用烘干、冷冻干燥或二氧化碳超临界干燥，优选为冷冻干燥或二氧化碳超临界干燥；干燥得到的硫酸钡-碳气凝胶复合载体负载钯催化剂进一步在惰性气氛下经过300～800℃煅烧处理可提高其含碳量，并有利于打开闭塞的孔道，比表面积得到增加，温度继续升高后单质碳将硫酸钡还原为硫化钡，惰性气体为氮气、氩气或二氧化碳；向反应体系中加入有机酸或碱后制备的硫酸钡-碳气凝胶复合载体弹性较好且紧致。

所述的糖类化合物选自单糖、二糖、低聚糖、多糖，所述的糖类化合物选自葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、水苏糖、棉籽糖、异麦芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、低聚异麦芽酮糖、低聚龙胆糖、大豆低聚糖、低聚壳聚糖、环糊精、淀粉、酸改性淀粉、氧化淀粉、白糊精、黄色糊精、淡黄色糊精、乙酸化淀粉、辛基琥珀酸钠盐淀粉、羟丙基化淀粉醚、环氧乙烷交联淀粉、淀粉胶、淀粉乙酸胶、羧基淀粉胶、耐水淀粉胶、纤维素、半纤维素、糖元、木糖、阿拉伯胶、粘多糖。