本發(fā)明屬于化工醫(yī)藥領(lǐng)域，涉及一種高活性鈀碳催化劑的制備方法。

背景技術(shù)：

自從1872年發(fā)現(xiàn)鈀炭可催化還原加氫苯環(huán)上的硝基后，鈀炭催化加氫因其流程簡單、轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)率高和無污染等優(yōu)點，引起了國內(nèi)外極大的關(guān)注。鈀碳催化劑是將貴金屬鈀負(fù)載在活性炭上制備得到的一種高活性催化劑。鈀炭催化劑催化活性高、選擇性好，主要用于加氫和裂解反應(yīng)，因而被廣泛用于石油化工、醫(yī)藥工業(yè)、電子工業(yè)、香料工業(yè)、染料工業(yè)和其他精細(xì)化工的加氫還原精制過程。

鈀碳催化劑的優(yōu)劣主要由催化劑活性、選擇性、催化劑處理能力、催化劑壽命、穩(wěn)定性和再生能力等指標(biāo)來評判，其中鈀碳催化劑活性和穩(wěn)定性最受關(guān)注。影響催化劑活性的因素有很多，如載體的性能(比表面積、孔結(jié)構(gòu)、表面化學(xué)性質(zhì)等)、催化劑中活性金屬的含量和顆粒大小、活性金屬在載體上的宏觀和微觀分布等。目前，載體通常采用硝酸或者雙氧水進(jìn)行處理，再用于催化劑的制備。而且，不同的鈀碳催化劑制備方法所制備的催化劑，依據(jù)活性金屬顆粒大小和在載體上的分布不同導(dǎo)致催化劑活性差異很大，產(chǎn)品活性不穩(wěn)定且不高。同時現(xiàn)有技術(shù)還需要對活性炭進(jìn)行預(yù)處理，工藝較復(fù)雜，成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種高活性鈀碳催化劑的制備方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供的一種高活性鈀碳催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將鈀鹽與高分子化合物溶于水中超聲分散，得混合溶液；

(2)將活性炭和還原劑溶于步驟(1)的混合溶液中，加熱攪拌浸漬，得懸濁液；

(3)步驟(2)的懸濁液采用微波-原位還原法反應(yīng)，即得鈀碳催化劑。

優(yōu)選地，所述高活性鈀碳催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)鈀鹽與高分子化合物溶于水中超聲分散10-60min，得混合溶液；

(2)將活性炭和還原劑溶于步驟(1)的混合溶液中，30～50℃下加熱攪拌浸漬12-24h；

(3)采用微波-原位還原法，使步驟(2)的懸濁液在200-400W功率下反應(yīng)1～3min，過濾、洗滌、干燥，即得鈀碳催化劑。

步驟(1)中，鈀鹽與高分子化合物的質(zhì)量比為10:1～20:1；鈀鹽選自四氯鈀酸銨、四氯鈀酸鈉中的一種或幾種；高分子化合物選自聚乙烯吡咯烷酮、聚二烯丙基二甲基氯化銨、CTAB中的一種或幾種；超聲功率為30-90W。

步驟(2)中，活性炭、還原劑和鈀鹽的質(zhì)量比為10:2:1～50:2:1；所述還原劑選自葡萄糖、檸檬酸、乙二醇中的一種或幾種。

有益效果：本發(fā)明提供的鈀碳催化劑工藝簡單、成本低廉、效率高，活性炭無需預(yù)處理，制得的鈀碳催化劑金屬顆粒較小、分布均勻、活性高。

附圖說明

圖1為實施例1制得的鈀碳催化劑的TEM圖。

圖2為對比例1制得的鈀碳催化劑的TEM圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明鈀碳催化劑的制備方法作出進(jìn)一步說明。

實施例1

高活性10％鈀碳催化劑的制備方法，其步驟如下：

分別稱取四氯鈀酸銨240mg、聚乙烯吡咯烷酮24mg，加入30mL蒸餾水溶解，將其置于超聲中超聲30min，備用。分別稱取活性炭1.0g、葡萄糖50mg加入上述溶液中，混合均勻后，升溫至40℃攪拌12h，在微波功率為350W下反應(yīng)2min，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后得到高活性鈀碳催化劑。

將此催化劑用于脫芐基實驗，其脫芐基可達(dá)98.0％，選擇性為99.5％。

實施例2

高活性5％鈀碳催化劑的制備方法，其步驟如下：

分別稱取四氯鈀酸銨120mg、聚乙烯吡咯烷酮6mg，加入30mL蒸餾水溶解，將其置于超聲中超聲30min，備用。分別稱取活性炭1.0g、葡萄糖30mg加入上述溶液中，混合均勻后，升溫至40℃攪拌12h，在微波功率為200W下反應(yīng)1.5min，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后得到高活性鈀碳催化劑。

將此催化劑用于脫芐基實驗，其脫芐基可達(dá)98.1％，選擇性為99.6％。

實施例3

高活性15％鈀碳催化劑的制備方法，其步驟如下：

分別稱取四氯鈀酸銨360mg、聚乙烯吡咯烷酮24mg，加入30mL蒸餾水溶解，將其置于超聲中超聲30min，備用。分別稱取活性炭1.0g、葡萄糖100mg加入上述溶液中，混合均勻后，升溫至40℃攪拌24h，在微波功率為400W下反應(yīng)3min，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后得到高活性鈀碳催化劑。

將此催化劑用于脫芐基實驗，其脫芐基可達(dá)98.2％，選擇性為99.6％。

實施例4

高活性鈀碳催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)鈀鹽與高分子化合物溶于水中超聲分散10min，得混合溶液；鈀鹽與高分子化合物的質(zhì)量比為10:1；鈀鹽為四氯鈀酸銨；高分子化合物為CTAB；超聲功率為30W；

(2)將活性炭和還原劑溶于步驟(1)的混合溶液中，30℃下加熱攪拌浸漬12h；活性炭、還原劑和鈀鹽的質(zhì)量比為10:2:1；所述還原劑為檸檬酸；

(3)采用微波-原位還原法，使步驟(2)的懸濁液在200W功率下反應(yīng)3min，過濾、洗滌、干燥，即得鈀碳催化劑。

將此催化劑用于脫芐基實驗，其脫芐基可達(dá)98.1％，選擇性為99.5％。

實施例5

高活性鈀碳催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)鈀鹽與高分子化合物溶于水中超聲分散60min，得混合溶液；鈀鹽與高分子化合物的質(zhì)量比為20:1；鈀鹽為四氯鈀酸鈉；高分子化合物為聚二烯丙基二甲基氯化銨；超聲功率為90W；

(2)將活性炭和還原劑溶于步驟(1)的混合溶液中，50℃下加熱攪拌浸漬24h；活性炭、還原劑和鈀鹽的質(zhì)量比為50:2:1；所述還原劑為乙二醇；

(3)采用微波-原位還原法，使步驟(2)的懸濁液在400W功率下反應(yīng)1min，過濾、洗滌、干燥，即得鈀碳催化劑。

將此催化劑用于脫芐基實驗，其脫芐基可達(dá)98.3％，選擇性為99.5％。

實施例6

高活性鈀碳催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)鈀鹽與高分子化合物溶于水中超聲分散30min，得混合溶液；鈀鹽與高分子化合物的質(zhì)量比為15:1；鈀鹽為四氯鈀酸銨；高分子化合物為聚乙烯吡咯烷酮；超聲功率為60W；

(2)將活性炭和還原劑溶于步驟(1)的混合溶液中，40℃下加熱攪拌浸漬18h；活性炭、還原劑和鈀鹽的質(zhì)量比為30:2:1；所述還原劑為葡萄糖；

(3)采用微波-原位還原法，使步驟(2)的懸濁液在300W功率下反應(yīng)2min，過濾、洗滌、干燥，即得鈀碳催化劑。

將此催化劑用于脫芐基實驗，其脫芐基可達(dá)98.4％，選擇性為99.7％。

對比例1

傳統(tǒng)10％鈀碳催化劑的制備方法，其步驟如下：

分別稱取氯化鈀150mg、活性炭1.0g于燒杯中，加入10mL稀鹽酸溶解，浸漬2h后，加入氫氧化鈉進(jìn)行陳化，陳化2h后，加入甲醛還原。經(jīng)過濾、洗滌、干燥后，制備得到10％鈀碳催化劑。

將其同于脫芐基實驗，其脫芐基活性為35％，選擇性為95％。

圖1為實施例1制得的鈀碳催化劑的TEM圖，圖2為對比例1制得的鈀碳催化劑的TEM圖。從圖中可以看出，對比例1催化劑與實施例1催化劑相比，顆粒較大，且分散不均勻。經(jīng)測試后，其催化效果較實施例1催化效果差。