[发明专利]一种大孔-介孔负载型钯催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种大孔‑介孔负载型钯催化剂及其制备方法和应用，由具有大孔‑介孔结构的氧化铝载体和贵金属钯组成，氧化铝载体的大孔孔径为100nm‑5μm，介孔孔径为2‑50nm，氧化铝的晶型为δ‑θ型，比表面积在200‑400m²/g，孔容为0.5‑1.2cm³/g。制备过程为：先制备聚苯乙烯小球模板，然后聚苯乙烯小球模板与模板剂、盐酸、无水乙醇混合制备氧化铝载体，氧化铝载体与钯盐浸渍、焙烧制备得到大孔‑介孔复合孔结构的钯铝催化剂。

技术领域

本发明属于金属材料制备技术领域，尤其是涉及一种大孔-介孔负载型钯催化剂的制备方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

贵金属钯催化剂凭借其特殊的催化活性和选择性，在石油化工、煤化工、精细化学品合成中起着无可替代的作用。目前，双氧水工业使用活性氧化铝做为钯负载型催化剂的载体，采用浸渍法、喷淋法或者涂覆法制备出蛋壳型钯催化剂。由于钯金属的价格昂贵，为了减少金属钯的用量及提高金属钯的分散性，实验室和工业生产中往往采用添加助剂的方法，改善载体的比表面积、孔容、孔径分布等性质。

对双氧水钯催化剂载体的形状、孔径类型及尺寸的控制一直是研究热点。在一定条件下，单分散胶体的小颗粒自组织形成有序结构。其中，聚苯乙烯小球由于其原料充足，粒径容易控制等原因，用广泛的用作合成大孔二氧化硅、氧化铝、分子筛材料的硬模板剂。采用这种方法制备出的大孔材料在催化、光电等领域中受到了广泛的重视，具有很大的工业开发价值。

专利CN10681665公开了一种氧化铝羰基硫水解剂及制备办法，以聚苯乙烯微球为大孔模板剂，P123为介孔模板剂，制备出了具有大孔、介孔、微孔梯级孔道的γ-氧化铝，在羰基硫水解上起到了优秀效果，为氧化铝扩孔技术提供了优秀的解决方案。

但是，采用聚苯乙烯小球作为硬模板剂在双氧水钯催化剂应用上仍然面临着很多不足，比如合成出的氧化铝存在较多的微孔，微孔存在条件下，会使得双氧水蒽醌与氢气反应生成氢蒽醌后，不能快速从氧化铝孔道脱离，反而继续在钯氧化铝催化剂孔道内进一步发生加氢反应，使得氢蒽醌持续生成蒽醌降解物，导致装置运行过程中蒽醌消耗量增加。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是在提供具有大孔-介孔复合孔结构的氧化铝载体，同时在后处理过程中尽量减少微孔的存在，然后再通过浸渍方法将钯负载到载体上得到均匀分散的钯催化剂的制备方法及催化剂的应用。与传统的负载型钯铝催化剂相比，该方法制备的氧化铝载体具有更大的比表面积、孔容和均匀分布的大孔、介孔孔道，同时通过高温焙烧的方式使得氧化铝微晶变大，消除了微晶之间产生的微孔孔道，在满足催化剂孔道特性需求的同时，制备出的催化剂中金属钯的分散度更高，而且减小了工作液在催化剂体相中扩散阻力，减少了蒽醌降解物的产生。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

第一方面，一种大孔-介孔负载型钯催化剂，由具有大孔-介孔结构的氧化铝载体和氧化钯组成，其氧化铝载体大孔孔径在100nm到5μm之间，所述的介孔孔径在2-50nm。所得氧化铝的晶型为δ-θ型，比表面积在200-400m²/g，孔容为0.5-1.2cm³/g。

本发明制备的钯铝催化剂相比于现有技术中的钯铝催化剂，载体的孔容、比表面积更高，孔径分布十分规则，金属钯的分散度更高。

在一些实施例中，氧化铝载体的大孔孔径为100nm-200nm，介孔孔径为30-40nm，比表面积在300-400m²/g，孔容为0.8-1.2cm³/g。

第二方面，一种大孔-介孔负载型钯催化剂的制备方法，具体步骤为：

制备聚苯乙烯小球模板；