[发明专利]一种蒽醌法生产双氧水的钯基催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于蒽醌法生产双氧水技术领域，具体涉及一种蒽醌法生产双氧水的钯基催化剂及其制备方法和应用。所述催化剂包括载体、主活性组分和助活性组分；所述主活性组分钯元素的含量为0.5～1.9wt.％，助活性组分钛或锆元素的含量为0.7～4.3wt.％，载体为无定形硅铝，其中氧化铝含量为5.6～24.7wt.％，二氧化硅含量为64.6～88.6wt.％。本发明采用有机碱和有机酸，调整凝胶老化pH，使老化过程增加一次酸性条件老化，增强了活性组分与载体材料的结合度和分散性，放大生产过程中也更容易控制孔结构，简化了工艺过程，提高了产品性能。

技术领域

本发明属于蒽醌法生产双氧水技术领域，具体涉及一种蒽醌法生产双氧水的钯基催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

过氧化氢是一种重要的无机化工产品，纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，可任意比例与水混溶，是一种强氧化剂，水溶液俗称双氧水，为无色透明液体。双氧水使用过程中分解的最终产物主要是水，是一种环境友好的氧化剂，广泛应用于合成化学、医药、纺织、食品、环境治理等领域。

蒽醌法生产双氧水是目前应用最多、最成熟的工艺之一，其核心步骤是蒽醌加氢，加氢催化剂的性能是影响其加氢过程的关键。按加氢催化剂主要成分分类，主要为钯基催化剂和镍基催化剂，常用的载体材料有二氧化钛、氧化铝、氧化硅及无定形硅铝。纵观国内外专利文献研究现状，加氢催化剂的载体性能、活性组分的分散度以及活性金属的流失等问题，仍然是目前蒽醌法生产双氧水工艺推广过程中遇到的主要问题。

无定形硅铝作为一种重要的催化剂载体材料之一，广泛应用于石油炼制催化剂领域。通常要求其具有较大的比表面积和适宜的孔容，以使活性金属组分能够充分分散，同时减少物料的传输阻力。

目前，专利文献中大多采用中和法(GB6166971、CN1210755A、CN108046280A)、碳化法(CN1597093A、CN101239328A)和pH摆动法(US4758338、US4721696、CN1765742A)制备无定形硅铝。使用现有技术制备的无定形硅铝，均需使用含钠的硅源和/或铝源，然而，将无定形硅铝用作催化剂或催化剂载体材料时，碱金属的含量通常要求小于0.1wt.％，为了降低碱金属的含量，通常需要使用大量去离子水或含铵根离子的去离子水，进行多次打浆洗涤，操作工艺十分复杂和繁琐，并产生大量废水，由生产无定形硅铝生产所导致的环保问题也越来越严重。

此外，由于无定形硅铝暴露催化活性位点与分子筛材料相比较相对较少，催化能力也较弱，这也在一定程度上影响了其工业化应用效果。如专利文献CN102218350B、CN102218351B、CN102921439B报道了系列杂原子掺杂无定形硅铝材料的制备方法，引入相关杂原子，可以增加硅铝材料的催化活性位点，提高其催化活性。

发明内容

针对蒽醌法生产双氧水用钯基催化剂制备的现有技术缺陷，本发明的目的是提供一种蒽醌法生产双氧水的钯基催化剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如喜爱：

本发明一方面提供一种蒽醌法生产双氧水的钯基催化剂，所述催化剂包括载体、主活性组分和助活性组分；

所述主活性组分钯元素的含量为0.5～1.9wt.％，助活性组分钛或锆元素的含量为0.7～4.3wt.％，载体为无定形硅铝，其中氧化铝含量为5.6～24.7wt.％，二氧化硅含量为64.6～88.6wt.％。

上述技术方案中，进一步地，所述催化剂比表面积为320～520m²/g，孔容为0.6～1.2ml/g，平均孔径为6～13nm。

本发明另一方面提供一种上述钯基催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤