选择性加氢的钯/碳催化剂的制备
负载型钯/碳催化剂主要用于不饱和有机物的选择性加氢,尤其适用于粗对苯二甲酸精制工艺,粗对苯二甲酸中的对羧基苯甲醛(简称4-CBA)等杂质进行通过加氢后转变为其它的化合物,便可用结晶的方法分离提纯。由于钯/碳催化剂通常采用单一的活性组份,对它的改进研究一直集中在载体的结构以及金属Pd在载体上的分布状况,而这确实对催化剂的性能会产生很大的影响。由于加氢反应是在金属Pd的表面进行的,一般而言,对于金属Pd负载量相同的催化剂,其金属Pd的分散度愈高,即催化剂中负载的金属Pd的微晶(晶粒尺寸小于25纳米)含量愈高,催化剂的活性更好,使用寿命也愈长。如果直接将含Pd化合物(如氯钯酸钠或氯化钯)负载到活性炭上,活性炭表面会很快出现很薄的有光泽的金属Pd层,这主要是由于活性炭表面含有如醛基、自由电子等还原基团,极易使Pd离子还原成零价的金属Pd,这样制得的催化剂中金属Pd的分散度很低。
解决上述技术问题的技术方案:一种用于选择性加氢的钯/碳催化剂的制备方法,催化剂以颗粒或成型活性炭为载体,负载活性组份金属Pd,催化剂中金属Pd的含量为0.2~5wt%,制备方法依次包括以下步骤:1)载体活性炭进行酸洗,酸洗液的H+离子浓度为0.1~5mol/l酸取自盐酸、硝酸或磷酸中的一种;2)载体活性炭用水洗涤至中性后干燥;3)载体活性炭用含卤素离子的水溶液浸润,浸润液的卤素离子浓度为0.01~0.5mol/l,浸润液用量为活性炭饱和吸附量的0.1~3.0倍,浸润时间为2~24小时,所述的卤素离子为Br-1或I-1;4)干燥载体活性炭除去水分;5)用含Pd化合物的溶液浸渍或喷洒载体活性炭使含Pd化合物负载于活性炭得到催化剂前体,催化剂前体经老化后用还原剂进行还原处理,使Pd化合物中的Pd还原为金属Pd即得催化剂产品。载体活性炭经酸洗后,用含卤素离子的水溶液浸润,使卤素离子吸附于活性炭表面。由于卤素离子能够非常均匀地分布于活性炭表面,并且卤素离子与钯和活性炭表面均具有较好的亲和作用力,这就增加了活性炭表面对钯的锚定作用,从而能减少钯的迁移活动以阻止或延缓金属钯的晶粒增长。制得的催化剂中金属Pd具有较高的分散度,微晶含量较高,在使用性能上表现出活性高、使用寿命长,而制备过程中增加的步骤非常简单,采用的原料易于环保处理。