一種制備鉑炭催化劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于催化技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種一步法制備高活性、高穩(wěn)定性鉑炭 催化劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 液相加氫負(fù)載貴金屬納米催化劑廣泛應(yīng)用于能源、環(huán)保、食品加工等重要工業(yè)領(lǐng) 域，其工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵難點(diǎn)是催化劑的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)浸漬法和沉淀法制備負(fù)載型催化劑工 藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，批次催化劑的重復(fù)性差，制得的催化劑活性組分顆粒粒徑分布范圍 寬并且在載體上分布不均勻，催化劑的穩(wěn)定性差，活性較低等缺點(diǎn)。微波法制備負(fù)載型催 化劑是一種新興方法。微波還原法具有操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)速度快且均勻、反應(yīng)條件溫和、反應(yīng) 效率高而且節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，能得到活性組分顆粒小，粒徑分布窄，穩(wěn)定性好的負(fù)載型催化 劑。
[0003] 中國(guó)專利CN 101269324 A公開了一種高活性納米晶鉑炭催化劑的制備方法，其方 法是通過浸漬法將鉑的絡(luò)合物浸漬吸附到載體上，紅外真空干燥后，加入還原劑微波還原、 干燥。其缺陷在于：工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，粒徑不可調(diào)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計(jì)一種制備方法簡(jiǎn)便、工藝 穩(wěn)定性和重復(fù)性高，活性組分顆粒分布均勻，粒度范圍窄，粒徑可控的鉑炭催化劑制備方 法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種制備鉑炭催化劑的方法，包括 以下步驟：
[0006] -、配制氯鉑酸醇溶液
[0007] 將氯鉬酸定容于醇溶劑一中，配制成濃度為：1. 93mmol/L~19. 3mmol/L氯鉬酸醇 溶液；
[0008] 所述氯鉑酸為H2PtCl6 · 6H20,所述醇溶劑一為乙醇、乙二醇、丙三醇和正辛醇中的 一種或幾種的組合；
[0009] 二、配制氫氧化鈉溶液
[0010] 將氫氧化鈉溶于醇溶劑二中，配成濃度為〇. 05~0. 5mol/L的氫氧化鈉醇溶液；
[0011] 所述醇溶劑二為乙醇，乙二醇，丙三醇，正辛醇，正庚醇中的一種或幾種的組合；
[0012] 三、制備活性炭負(fù)載鉬炭催化劑
[0013] 在活性炭載體中加入預(yù)先配制好的氯鉑酸醇溶液，再加入氫氧化鈉醇溶液，進(jìn)行 微波還原；
[0014] 所述活性炭載體的負(fù)載量為1% -20%，所述負(fù)載量為鉑離子與活性炭的質(zhì)量比； 所述氯鉑酸醇溶液中鉑離子與氫氧化鈉醇溶液中氫氧化鈉的摩爾比為Pt :NaOH = 1:1~ 1:100 ;微波還原的時(shí)間為IOs~20min，
[0015] 優(yōu)選的是，所述微波頻率為2450M，微波功率為800W。
[0016] 四、冷卻干燥
[0017] 步驟三微波還原結(jié)束之后，將混合物冷卻至室溫，加入與混合物等體積的去離子 水，抽濾洗滌，將催化劑真空干燥。
[0018] 本發(fā)明還提供一種制備鉑炭催化劑的方法，包括以下步驟：
[0019] -、配制氯鉑酸醇溶液
[0020] 將氯鉬酸定容于醇溶劑一中，配制成濃度為：1. 93mmol/L~19. 3mmol/L氯鉬酸醇 溶液；
[0021] 所述氯鉑酸為H2PtCl6 · 6H20,所述醇溶劑一為乙醇、乙二醇、丙三醇和正辛醇中的 一種或幾種的組合；
[0022] 二、制備活性炭負(fù)載鉬炭催化劑
[0023] 在活性炭載體中加入預(yù)先配制好的氯鉑酸醇溶液，直接進(jìn)行微波還原；
[0024] 所述活性炭載體的負(fù)載量為1% -20%，所述負(fù)載量為鉑離子與活性炭的質(zhì)量比； 所述氯鉑酸醇溶液中鉑離子與氫氧化鈉醇溶液中氫氧化鈉的摩爾比為Pt :NaOH = 1:1~ 1:100 ;微波還原的時(shí)間為l〇s-20min，
[0025] 優(yōu)選的是，所述微波頻率為2450M，微波功率為800W。
[0026] 三、冷卻干燥
[0027] 步驟二微波還原結(jié)束之后，將混合物冷卻至室溫，加入與混合物等體積的去離子 水，攪拌之后抽濾洗滌，將催化劑真空干燥。
[0028] 本發(fā)明的有益效果為：該制備方法操作快速簡(jiǎn)單，工藝穩(wěn)定性和重復(fù)性好，污染 少，活性組分顆粒分布均勻，粒度范圍窄，據(jù)氫氧化鈉的量和溶劑的量實(shí)現(xiàn)粒徑可控，貴金 屬鉑利用量少；該方法制備的催化劑活性高，適用范圍廣，而且穩(wěn)定性好，可重復(fù)利用多達(dá) 300 次。
【附圖說明】
[0029] 圖1是鉑炭催化劑的透射電鏡（TEM)照片。
[0030] 圖2是鉑粒子的粒徑分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面通過具體實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 本實(shí)施例的制備鉑炭催化劑的方法，包括以下步驟：
[0034] 一、配制氯鉑酸醇溶液
[0035] 將1.0 g氯鉬酸定容于25mL醇溶劑一中，配制成濃度為I. 93mmol/L氯鉬酸醇溶 液；
[0036] 氯鉑酸為H2PtCl6 · 6H20,醇溶劑一為乙醇；
[0037] 二、配制氫氧化鈉溶液
[0038] 將0. 08g氫氧化鈉溶于40mL醇溶劑二中，配成濃度為0. 05mol/L的氫氧化鈉醇溶 液；
[0039] 所述醇溶劑二為乙醇；
[0040] 三、制備活性炭負(fù)載鉬炭催化劑
[0041] 在活性炭載體中加入預(yù)先配制好的氯鉑酸醇溶液，再加入氫氧化鈉醇溶液，進(jìn)行 微波還原；
[0042] 所述活性炭載體的負(fù)載量為1%，所述氯鉑酸醇溶液中鉑離子與氫氧化鈉醇溶液 中氫氧化鈉的摩爾比為Pt :NaOH = 1:1 ;微波還原的時(shí)間為IOs ;
[0043] 優(yōu)選的是，所述微波頻率為2450M，微波功率為800W。
[0044] 四、冷卻干燥
[0045] 步驟三微波還原結(jié)束之后，將混合物冷卻至室溫，加入與混合物等體積的去離子 水，攪拌之后抽濾洗滌，將固體物真空干燥。
[0046] 在25°C，氫氣壓力0.1 MPa下，進(jìn)行氯苯催化加氫脫氯反應(yīng)。選擇上述制備的鉑炭 催化劑，鉑與氯苯的摩爾比為0.05:1，將氯苯與鉑炭催化劑在乙醇中混合，并進(jìn)行密封。用 H2反復(fù)置換排除空氣，攪拌進(jìn)行脫氯加氫反應(yīng)。
[0047] 當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為3h，氯苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%，而環(huán)己烷的選擇性達(dá)到80%。在重復(fù) 利用300次后，對(duì)氯苯的轉(zhuǎn)化率仍為100%，而環(huán)己烷的選擇性達(dá)到100%，大幅降低了鉑的 用量，提高了催化劑的利用率。
[0048] 實(shí)施例2
[0049] 本實(shí)施例的制備鉑炭催化劑的方法，包括以下步驟：
[0050] 一、配制氯鉑酸醇溶液
[0051] 將5. Og氯鉬酸定容于25mL醇溶劑一中，配制成濃度為9. 65mmol/L氯鉬酸醇溶 液；
[0052] 所述氯鉑酸為H2PtCl6 · 6H20,所述醇溶劑一為丙三醇和正辛醇的組合；
[0053] 二、配制氫氧化鈉溶液
[0054] 將0. 8g氫氧化鈉溶于40ml醇溶劑二中，配成濃度為0. 5mol/L的氫氧化鈉醇溶 液；
[0055] 所述醇溶劑二為丙三醇和正辛醇的組合；
[0056] 三、制備活性炭負(fù)載鉬炭催化劑
[0057] 在活性炭載體中加入預(yù)先配制好的氯鉑酸醇溶液，再加入氫氧化鈉醇溶液，進(jìn)行 微波還原；
[0058] 所述活性炭載體的負(fù)載量為5%，所述氯鉑酸醇溶液中鉑離子與氫氧化鈉醇溶液 中氫氧化鈉的摩爾比為Pt :NaOH = 1:50 ;微波還原的時(shí)間為IOmin ;
[0059] 優(yōu)選的是，所述微波頻率為2450M，微波功率為800W。
[0060] 四、冷卻干燥
[0061] 步驟三微波還原結(jié)束之后，將混合物冷卻至室溫，加入與混合物等體積的去離子 水，攪拌之后抽濾洗滌，將固體物真空干燥。
[0062] 氯苯催化加氫脫氯反應(yīng)同實(shí)例1，結(jié)果顯示催化劑負(fù)載量不同，但氯苯的轉(zhuǎn)化率都 接近100%，通過透射電鏡照片可以看出催化劑的活性組分在載體上均勻分布，沒有明顯的 團(tuán)聚，粒徑分布范圍窄。
[0063] 實(shí)施例3
[0064] 本實(shí)施例