[发明专利]一种疏水性贵金属催化剂的制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种疏水性的贵金属加氢催化剂的制备方法，至少包括以下步骤：a)获取二氧化硅载体的改性前驱体A；b)将二氧化硅改性前驱体A和硅烷化试剂在溶剂中键合反应，得到二氧化硅改性载体B；c)将含有贵金属活性元素的前驱体担载在改性二氧化硅载体B，焙烧，得到氧化态前驱体C；d)将氧化态前驱体C进行还原，得到所述的疏水性的贵金属加氢催化剂。同时该开了该方法制得的疏水性的贵金属加氢催化剂在蒽醌催化加氢制备双氧水中的应用，避免了加氢工作液中的水对活性组分的水化作用，而且进一步提高了蒽醌加氢后的物种‑蒽氢醌的脱附作用，提高了加氢催化剂的选择性和稳定性。

技术领域

本申请涉及一种疏水性贵金属催化剂的制备方法和应用，属于化工生产技术领域。

背景技术

双氧水使用过程中分解的最终产物主要是水，不会产生二次污染物，是一种环境友好的化学品。作为绿色的化工产品，双氧水可作为氧化剂、漂白剂、消毒剂、聚合物引发剂等，广泛用于化工合成、造纸、纺织、环保、食品、电子、航天等行业。

目前蒽醌法为当前世界上双氧水生产的主要方法。在蒽醌加氢工艺中，其中最为重要的步骤是蒽醌的氢化过程，而固体催化剂对于蒽醌加氢系统的能耗、物耗都有巨大的影响。

波兰科学院的Drelinkiewicz等人提出了(Chemical Papers,2013,67(8),1087-1095；Catalysis Letters,2000,64,41-47；Applied Catalysis A:General,2007,333:219-228)采用聚合物如聚苯胺和聚乙烯吡啶作为载体负载Pd活性组分。虽然，研究者采用了聚合物作为载体，提高贵金属组分的分散度，进而提高催化剂的加氢活性，然而蒽氢醌的脱附速率却很低，蒽氢醌极易和氢气进行进一步的反应从而发生加氢的副反应比如生成酮类和酚类，且生成的副反应不仅会造成有效蒽醌的损失而且会造成催化剂的失活，最为重要的是的，此副反应是造成蒽醌选择性降低的主要反应路径。意大利的Corain研究组(Journal of Molecular Catalysis A:Chemical,2003,194:273-281)提出了采用疏水性的树脂作为加氢催化剂的载体，发现Pd离子能够以原子态的形式存在于催化剂的载体表面，而且Pd颗粒的尺度可以达到3nm，显示了比较合适的加氢化学选择性，其和蒽氢醌的化学吸附性低于工业催化剂。但是，研究者并没有考虑后续载体和催化剂之间的相互作用，导致催化剂载体和活性组分的作用力比较弱，造成催化剂活性组分容易流失，进而降低了催化剂的活性，导致催化剂难以实际应用。

因此，如何实现高选择性、高活性和高稳定性的加氢催化剂仍然是一个比较大的挑战。

发明内容

本申请公开的加氢催化剂通过对氧化硅载体的前处理，从而使微米二氧化硅载体暴露更多的羟基基团，然后通过硅烷试剂进行化学键合的方法引入有机基团，调节载体的疏水性及极性。最后通过活性组分的担载，将活性组分担载在疏水性的微米二氧化硅载体上，经过焙烧、还原得到疏水性的贵金属加氢催化剂。通过本方法制备的贵金属加氢催化剂，避免了加氢工作液中的水对活性组分的水化作用，而且进一步提高了蒽醌加氢后的物种-蒽氢醌的脱附作用，提高了加氢催化剂的选择性和稳定性。

根据本申请的一个方面，提供了一种疏水性的贵金属加氢催化剂的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

a)获取二氧化硅载体的改性前驱体A；

b)将二氧化硅改性前驱体A和硅烷化试剂在溶剂中键合反应，得到二氧化硅改性载体B；

c)将含有贵金属活性元素的前驱体担载在改性二氧化硅载体B，焙烧，得到氧化态前驱体C；

d)将氧化态前驱体C进行还原，得到所述的疏水性的贵金属加氢催化剂。

可选地，其特征在于，步骤a)为将二氧化硅通过碱性或酸性溶液处理得到二氧化硅载体的改性前驱体A。