一種環(huán)保型鈀炭/Al₂O₃催化劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)保型鈀炭/Al2O3催化劑的制備方法，以氧化鋁發(fā)泡體作為基底材料，對其進行清洗后，隨后浸漬活性炭懸濁液，采用噴霧法對其表面進行鍍膜液噴霧，最后經燒結處理后在氫氣氛圍的高溫管式爐中進行還原反應后，即得。本發(fā)明利用懸濁液鍍膜和噴霧法鍍膜，在基材表面先后形成活性炭層或鈀催化劑膜層，最后統(tǒng)一氫化還原，在制備過程中避免了HNO3，NaOH，甲醛等物質的使用，解決了現(xiàn)有技術污染嚴重的問題，同時也大大提高了鈀催化劑的轉化率，增加了表面接觸面積，從而大大提高催化效率。
【專利說明】
-種環(huán)保型鈀炭/A1203催化劑的制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于催化劑制備技術領域，具體涉及一種環(huán)保型鈀炭/Al2O3催化劑的制備方法。
【背景技術】
[0002]鈀炭復合催化劑的主要作用是對不飽和烴或芳烴的催化氧化。具有催化活性高、選擇性好、性能穩(wěn)定、使用時投料比小、可反復套用、易于回收等諸多優(yōu)點，廣泛應用于石油化工、醫(yī)藥工業(yè)、電子工業(yè)、香料工業(yè)、染料工業(yè)和其他精細化工的加氫還原精制過程。目前，鈀炭復合催化劑大多采用在活性炭上負載鈀氧化物，再對鈀進行還原制備。在制備過程中大量使用HNO3, NaOH，甲醛等物質，易帶來環(huán)境污染。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保型鈀炭/Al2O3催化劑的制備方法，解決了現(xiàn)有鈀炭催化劑制備過程中污染嚴重的問題。
[0004]本發(fā)明所采用的技術方案為，一種環(huán)保型鈀炭/Al2O3催化劑的制備方法，以氧化鋁發(fā)泡體作為基底材料，對其進行清洗后，隨后浸漬活性炭懸濁液，采用噴霧法對其表面進行鍍膜液噴霧，最后經燒結處理后在氫氣氛圍的高溫管式爐中進行還原反應后，即得。具體按照以下步驟實施:
[0005]步驟I，以氧化鋁發(fā)泡體作為基底材料，浸泡在氫氧化鈉溶液中5?1min，然后清水洗滌I?2次，80°C烘干；
[0006]步驟2，稱取納米活性炭和十二磺基硫酸鈉，依次加入無水乙醇中，進行超聲攪拌，得活性炭懸濁液，備用；
[0007]步驟3，稱取氯鈀酸置于無水乙醇中攪拌使其溶解，隨后向其中加入聚乙烯吡咯烷酮，攪拌均勾后，再依次加入納米二氧化硅、納米碳酸鈣和添加劑，超聲震蕩，即得鈀鍍膜液，備用；
[0008]步驟4，將步驟I清洗后的氧化鋁發(fā)泡體置于步驟2所得活性炭懸濁液中，采用浸漬提拉法進行2?4次提拉;取出后，再利用噴霧法將步驟3所得鈀鍍膜液噴霧在發(fā)泡體表面，隨后進行高溫燒結；
[0009]步驟5，將步驟4處理后的發(fā)泡體放置在氫氣氛圍的高溫管式爐中還原反應3?5小時，然后將物料轉入離心機中，加純水洗滌，去除氯離子，最后離心甩干即得鈀炭/Al2O3催化劑。
[0010]本發(fā)明的特征還在于，
[0011]步驟I中，氫氧化鈉溶液的濃度為0.lmol/L;浸泡過程為攪拌浸泡，攪拌速度為500?1000r/mino
[0012]步驟2中，超聲頻率為3?5MHz，超聲時間為3min，間隔時間為Imin。
[0013]步驟2中，納米活性炭的粒徑為50?600nm;所得活性炭懸池液中納米活性炭4?8份、十二磺基硫酸鈉2?4份、無水乙醇30?40份。
[0014]步驟3中，氯鈀酸與無水乙醇的用量比為1:0.125?0.23;聚乙烯吡咯烷酮為k90的聚乙烯吡咯烷酮，氯鈀酸與聚乙烯吡咯烷酮的用量比為1:0.625?1.75。
[0015]步驟3中，納米二氧化娃的粒徑為100?300nm，納米二氧化娃與氯鈀酸的用量比為
0.286?0.6:1；納米碳酸鈣的粒徑為500?800nm，納米碳酸鈣與氯鈀酸的用量比為0.286?
0.6:1；添加劑為檸檬酸鈉、醋酸鈉、鹽酸羥胺中的一種，添加劑與氯鈀酸的用量比為0.143
?0.6:1ο
[0016]步驟4中，浸漬提拉的具體過程為:提拉和浸漬速度為600mm/min，停留時間為5s，間隔時間為10s。
[0017]步驟4中，燒結溫度為150?200°C，燒結時間為5?8h。
[0018]步驟5中，高溫管式爐內反應溫度為60?75°C。
[0019]本發(fā)明的有益效果是，利用懸濁液鍍膜和噴霧法依次在氧化鋁發(fā)泡體基材表面先后形成活性炭膜層和鈀膜層，最后經氫化還原，在制備過程中避免了 HN03、Na0H和甲醛等物質的使用，避免了現(xiàn)有技術污染嚴重的問題；同時以發(fā)泡體材料作為基材，增加了表面接觸面積，也大大提高了鈀催化劑的轉化率和催化效率。
【具體實施方式】
[0020]下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0021]本發(fā)明一種環(huán)保型鈀炭/Al2O3催化劑的制備方法，以氧化鋁發(fā)泡體作為基底材料，對其進行清洗后，隨后浸漬活性炭懸濁液，采用噴霧法對其表面進行鍍膜液噴霧，最后經燒結處理后在氫氣氛圍的高溫管式爐中進行還原反應后，即得。具體按照以下步驟實施:
[0022]步驟I，以氧化鋁發(fā)泡體作為基底材料，浸泡在濃度為0.lmol/L的氫氧化鈉溶液中5?1min，浸泡過程中需要攪拌，攪拌速度為500?1000r/min，然后清水洗滌I?2次，80 °C烘干；
[0023]步驟2，稱取粒徑為50?600nm的納米活性炭和十二磺基硫酸鈉，依次加入無水乙醇中，在頻率為3?5MHz的環(huán)境中進行超聲攪拌處理，時間為3min，間隔時間為Imin，得活性炭懸池液，所得活性炭懸池液中納米活性炭4?8份、十二磺基硫酸鈉2?4份、無水乙醇30?40份，備用；
[0024]步驟3，稱取氯鈀酸(H2PdCl4)置于無水乙醇中攪拌使其溶解，隨后向其中加入k90的聚乙烯吡咯烷酮，攪拌均勻后，再依次加入粒徑為100?300nm的納米二氧化硅、粒徑為500?SOOnm的納米碳酸鈣和添加劑，超聲震蕩，即得鈀鍍膜液，備用;其中，氯鈀酸與無水乙醇的用量比為1:0.125?0.23;氯鈀酸與聚乙烯吡咯烷酮的用量比為1:0.625?1.75。納米二氧化硅與氯鈀酸的用量比為0.286?0.6:1;納米碳酸鈣與氯鈀酸的用量比為0.286?
0.6:1；添加劑為檸檬酸鈉、醋酸鈉、鹽酸羥胺中的一種，添加劑與氯鈀酸的用量比為0.143
?0.6:1ο
[0025]步驟4，將步驟I清洗后的氧化鋁發(fā)泡體置于步驟2所得活性炭懸濁液中，采用浸漬提拉法進行2?4次提拉，提拉和浸漬速度為600mm/min，停留時間為5s，間隔時間為1s;取出后，再利用噴霧法將步驟3所得鈀鍍膜液噴霧在發(fā)泡體表面;隨后在150?200 °C溫度條件下燒結5?8h;
[0026]步驟5，將步驟4處理后的發(fā)泡體放置在氫氣氛圍的高溫管式爐中還原反應3?5小時，反應溫度為60?75°C;然后將物料轉入離心機中，加純水洗滌，去除氯離子，最后離心甩干即得鈀炭/Al2O3催化劑。
[0027]實施例1
[0028]步驟I，將氧化鋁發(fā)泡體作為基底材料，浸泡在濃度為0.lmol/L的氫氧化鈉溶液中5min，浸泡過程中以1000r/min的速度攪拌，然后清水洗滌2次，80°C烘干；
[0029]步驟2，稱取粒徑為50nm的納米活性炭4g和十二磺基硫酸鈉2g，依次加入到30g無水乙醇中，在頻率為5MHz的環(huán)境中進行超聲攪拌處理，時間為3min，間隔時間為Imin，得活性炭懸池液，備用；
[0030]步驟3，稱取5g氯鈀酸置于30g無水乙醇中攪拌使其溶解，隨后向其中加入k90的聚乙烯吡咯烷酮8g，攪拌均勻后，再依次加入3g粒徑為10nm的納米二氧化硅、3g粒徑為500的納米碳酸鈣和3g醋酸鈉，超聲震蕩，即得鈀鍍膜液，備用；
[0031]步驟4，將步驟I清洗后的氧化鋁發(fā)泡體置于步驟2所得活性炭懸濁液中，采用浸漬提拉法進行2次提拉，提拉和浸漬速度為600mm/min，停留時間為5s，間隔時間為1s;取出后，再利用噴霧法將步驟3所得鈀鍍膜液噴霧在發(fā)泡體表面;隨后在150°C溫度條件下燒結8h；
[0032]步驟5，將步驟4處理后的發(fā)泡體放置在氫氣氛圍的高溫管式爐中還原反應3小時，反應溫度為75°C，然后將物料轉入離心機中，加純水洗滌，去除氯離子，最后離心甩干即得鈀炭/AI2O3催化劑。
[0033]實施例2
[0034]步驟I，將氧化鋁發(fā)泡體作為基底材料，浸泡在濃度為0.lmol/L的氫氧化鈉溶液中1min，浸泡過程中需要攪拌，攪拌速度為500r/min，然后清水洗滌2次，80 V烘干；
[0035]步驟2，稱取8g粒徑為600nm的納米活性炭和4g十二磺基硫酸鈉，依次加入40g無水乙醇中，在頻率為3MHz的環(huán)境中進行超聲攪拌處理，時間為3min，間隔時間為Imin，得活性炭懸池液，備用；
[0036]步驟3，稱取7g氯鈀酸置于40g無水乙醇中攪拌使其溶解，隨后向其中加入k90的聚乙稀卩比略燒酮4g，攪拌均勾后，再依次加入2g粒徑為300nm的納米二氧化娃、2g粒徑為800nm的納米碳酸鈣和Ig檸檬酸鈉，超聲震蕩，即得鈀鍍膜液，備用；
[0037]步驟4，將步驟I清洗后的氧化鋁發(fā)泡體置于步驟2所得活性炭懸濁液中，采用浸漬提拉法進行3次提拉，提拉和浸漬速度為600mm/min，停留時間為5s，間隔時間為10s;取出后，再利用噴霧法將步驟3所得鈀鍍膜液噴霧在發(fā)泡體表面;隨后在200°C溫度條件下燒結5h；
[0038]步驟5，將步驟4處理后的發(fā)泡體放置在氫氣氛圍的高溫管式爐中還原反應5小時，反應溫度為60°C;然后將物料轉入離心機中，加純水洗滌，去除氯離子，最后離心甩干即得鈀炭/AI2O3催化劑。
[0039]實施例3
[0040]步驟I，將氧化鋁發(fā)泡體作為基底材料，浸泡在濃度為0.lmol/L的氫氧化鈉溶液中8min，浸泡過程中需要攪拌，攪拌速度為800r/min，然后清水洗滌I次，80°C烘干；
[0041 ] 步驟2，稱取6g粒徑為350nm的納米活性炭和3g十二磺基硫酸鈉，依次加入35g無水乙醇中，在頻率為4MHz的環(huán)境中進行超聲攪拌處理，時間為3min，間隔時間為Imin，得活性炭懸池液，備用；
[0042]步驟3，稱取6g氯鈀酸置于35g無水乙醇中攪拌使其溶解，隨后向其中加入k90的聚乙稀卩比略燒酮6g，攪拌均勾后，再依次加入3g粒徑為200nm的納米二氧化娃、3g粒徑為700nm的納米碳酸鈣和2g鹽酸羥胺，超聲震蕩，即得鈀鍍膜液，備用；
[0043]步驟4，將步驟I清洗后的氧化鋁發(fā)泡體置于步驟2所得活性炭懸濁液中，采用浸漬提拉法進行4次提拉，提拉和浸漬速度為600mm/min，停留時間為5s，間隔時間為1s;取出后，再利用噴霧法將步驟3所得鈀鍍膜液噴霧在發(fā)泡體表面;隨后在180°C溫度條件下燒結6.5h ；
[0044]步驟5，將步驟4處理后的發(fā)泡體放置在氫氣氛圍的高溫管式爐中還原反應4小時，反應溫度為68°C;然后將物料轉入離心機中，加純水洗滌，去除氯離子，最后離心甩干即得鈀炭/AI2O3催化劑。
【主權項】
1.一種環(huán)保型鈀炭/Al2O3催化劑的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施: 步驟I，以氧化鋁發(fā)泡體作為基底材料，浸泡在氫氧化鈉溶液中5?lOmin，然后清水洗滌I?2次，80°C烘干； 步驟2，稱取納米活性炭和十二磺基硫酸鈉，依次加入無水乙醇中，進行超聲攪拌，得活性炭懸池液，備用； 步驟3，稱取氯鈀酸置于無水乙醇中攪拌使其溶解，隨后向其中加入聚乙烯吡咯烷酮，攪拌均勻后，再依次加入納米二氧化硅、納米碳酸鈣和添加劑，超聲震蕩，即得鈀鍍膜液，備用； 步驟4，將步驟I清洗后的氧化鋁發(fā)泡體置于步驟2所得活性炭懸濁液中，采用浸漬提拉法進行2?4次提拉;取出后，再利用噴霧法將步驟3所得鈀鍍膜液噴霧在發(fā)泡體表面，隨后進行高溫燒結； 步驟5，將步驟4處理后的發(fā)泡體放置在氫氣氛圍的高溫管式爐中還原反應3?5小時，然后將物料轉入離心機中，加純水洗滌，最后離心甩干即得鈀炭/Al2O3催化劑。2.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)保型鈀炭/Al2O3催化劑的制備方法，其特征在于，步驟I中，氫氧化鈉溶液的濃度為0.lmol/L;浸泡過程為攪拌浸泡，攪拌速度為500?1000r/min。3.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)保型鈀炭/Al2O3催化劑的制備方法，其特征在于，步驟2中，超聲頻率為3?5MHz，超聲時間為3min，間隔時間為Imin。4.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)保型鈀炭/Al2O3催化劑的制備方法，其特征在于，步驟2中，納米活性炭的粒徑為50?600nm;所得活性炭懸池液中納米活性炭4?8份、十二磺基硫酸鈉2?4份、無水乙醇30?40份。5.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)保型鈀炭/Al2O3催化劑的制備方法，其特征在于，步驟3中，氯鈀酸與無水乙醇的用量比為1:0.125?0.23;聚乙烯吡咯烷酮為k90的聚乙烯吡咯烷酮，氯鈀酸與聚乙烯吡咯烷酮的用量比為1:0.625?1.75。6.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)保型鈀炭/Al2O3催化劑的制備方法，其特征在于，步驟3中，納米二氧化硅的粒徑為100?300nm，納米二氧化硅與氯鈀酸的用量比為0.286?0.6:1；納米碳酸鈣的粒徑為500?800nm，納米碳酸鈣與氯鈀酸的用量比為0.286?0.6:1;添加劑為檸檬酸鈉、醋酸鈉、鹽酸羥胺中的一種，添加劑與氯鈀酸的用量比為0.143?0.6:1。7.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)保型鈀炭/Al2O3催化劑的制備方法，其特征在于，步驟4中，浸漬提拉的具體過程為:提拉和浸漬速度為600mm/min，停留時間為5s，間隔時間為I Os。8.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)保型鈀炭/Al2O3催化劑的制備方法，其特征在于，步驟4中，燒結溫度為150?200°C，燒結時間為5?8h。9.根據(jù)權利要求1所述的一種環(huán)保型鈀炭/Al2O3催化劑的制備方法，其特征在于，步驟5中，高溫管式爐內反應溫度為60?75 °C。
【文檔編號】B01J23/44GK106076327SQ201610452631
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】蔡萬煜, 秦磊, 李偉峰
【申請人】陜西瑞科新材料股份有限公司