[发明专利]钯炭催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合成树脂及塑料技术领域，具体涉及一种钯炭催化剂的制备方法。

背景技术

精对苯二甲酸广泛应用于化学纤维、轻工、电子、建筑等行业，其中，主要用于生产聚对苯二甲酸乙二醇酯。2011年我国精对苯二甲酸产量达到了16 480 kt，需求巨大。精对苯二甲酸生产大多采用Amoco工艺路线，其中选用钯作为加氢精制催化剂活性组分，以活性炭作为载体。钯炭催化剂是将金属钯(活性组分)以某种方式负载于活性炭内而形成的负载型催化剂，同时也是一种广泛应用的催化剂。精制反应所需的钯炭催化剂是精对苯二甲酸生产技术的核心。因此，研究预处理对钯炭催化剂的影响具有重要的意义。

目前，国内外关于活性炭的预处理方法有多种。分别以氧气、氢气、氯气、氨气等气体在高温条件下对活性炭预处理所得到的钯炭催化剂的物理化学性能。胡标利用不同浓度的双氧水对椰壳活性炭进行预处理制备了钯炭催化剂，发现催化剂性能受到双氧水化学改性作用的影响。Katsuomi等通过使用双氧水对活性炭进行预处理制备了镍碳催化剂。认为双氧水的活化作用来自于它对活性炭表面的氧化作用。实验证明了双氧水处理可以有效增加活性炭表面的羧基。但是这些研究却聚焦于催化剂活性和载体表面化学性质，而双氧水预处理对载体活性炭微观结构的改变，进而影响催化剂性能的原因则鲜被关注。

发明内容

本发明旨在提出一种钯炭催化剂的制备方法。

本发明的技术方案在于：

钯炭催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）预处理

将200 g的椰壳活性炭在25℃下，用500 mL的双氧水溶液洗涤2 h；用去离子水洗至中性，然后在恒温干燥箱中干燥备用；

（2）钯炭催化剂制备

称取氯化钯1.68 g溶解；将得到的深棕色液体倒入含有1.44 g草酸的水溶液中，搅拌均匀后稳定2~3 h，加入0.5g十二烷基三甲基溴化铵，搅拌均匀；将预处理的活性炭200 g用含钯溶液浸渍3~3.2 h得到催化剂前体；将催化剂前体在室温下，逐滴加入硼氢化钠水溶液，室温下浸渍2~3 h；过滤除去液体，用纯水将固体物洗涤至中性，干燥，即得钯炭催化剂。

所述的双氧水溶液的质量分数为0，5％，10％，15％，20％，25％。

所述的氯化钯同年通过浓盐酸及蒸馏水溶解。

所述的硼氢化钠水溶液的质量浓度为3g/L。

所述的双氧水溶液的质量分数为5％。

所述的双氧水溶液的质量分数为25％。

本发明的技术效果在于：

本发明经双氧水处理活性炭载体后，所得钯炭催化剂活性随双氧水浓度先增大后减小，双氧水预处理使钯炭催化剂平均孔径和中孔孔容有所增加；双氧水处理可以向载体表面引入氧元素；双氧水预处理对钯炭催化剂物相无影响；双氧水预处理可以增大活性炭的有效负载面积，并引入氧化性基团，以促进钯在载体的分散，提高催化活性。

具体实施方式

钯炭催化剂的制备方法，包括如下步骤：

实施例1

（1）预处理

将200 g的椰壳活性炭在25℃下，用500 mL的双氧水溶液洗涤2 h；用去离子水洗至中性，然后在恒温干燥箱中干燥备用；

（2）钯炭催化剂制备

称取氯化钯1.68 g溶解；将得到的深棕色液体倒入含有1.44 g草酸的水溶液中，搅拌均匀后稳定2~3 h，加入0.5g十二烷基三甲基溴化铵，搅拌均匀；将预处理的活性炭200 g用含钯溶液浸渍3~3.2 h得到催化剂前体；将催化剂前体在室温下，逐滴加入硼氢化钠水溶液，室温下浸渍2~3 h；过滤除去液体，用纯水将固体物洗涤至中性，干燥，即得钯炭催化剂。

所述的双氧水溶液的质量分数为0，5％，10％，15％，20％，25％。

实施例2

（1）预处理

将200 g的椰壳活性炭在25℃下，用500 mL的双氧水溶液洗涤2 h；用去离子水洗至中性，然后在恒温干燥箱中干燥备用；

（2）钯炭催化剂制备

称取氯化钯1.68 g溶解；将得到的深棕色液体倒入含有1.44 g草酸的水溶液中，搅拌均匀后稳定2~3 h，加入0.5g十二烷基三甲基溴化铵，搅拌均匀；将预处理的活性炭200 g用含钯溶液浸渍3~3.2 h得到催化剂前体；将催化剂前体在室温下，逐滴加入硼氢化钠水溶液，室温下浸渍2~3 h；过滤除去液体，用纯水将固体物洗涤至中性，干燥，即得钯炭催化剂。