液相加氢制氯仿的负载型多元金属催化剂及其制备方法_2

文档序号:9387152阅读:来源:国知局
均匀地负载于活性炭的表面,从而可使金属微粒在载体上的附着更加牢靠,可提高催化剂的使用寿命,同时还能改善催化剂的催化效能。
[0012](2)、通过科学合理的配比设计和工艺处理,将不同活性的金属组分进行配合,借助金属组分之间以及活性成分与载体之间的相互协同作用,改善了金属活性组分的几何与电子结构,从而可较大幅度地提升目标产物的选择性及反应过程的稳定性。
[0013](3)、本发明的催化剂用非贵金属镍和铜代替或部分取代传统加氢催化剂的活性组分铂和钯,可以较大幅度地降低制备和使用成本,而且制备条件比较温和,易于控制,适合批量生产,制备和使用过程中不会对环境造成污染。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明,但不能作为对本发明保护范围的限定。
[0015]用于CCl4液相加氢制氯仿的负载型多元金属催化剂,其中的金属活性组分之间的摩尔比例关系为=Pd占5-10%,Ru占10-15%,Cu占5_10%,余量为金属Ni ;采用多孔的活性炭作为载体,金属组分在载体上的负载总量(以质量计)为1-3% ;本催化剂的外观呈颗粒状,表面疏松多孔,平均比表面积为550 m2.g、
[0016]其制备工艺包括以下步骤:
1、活性炭载体的预处理:(I)、酸碱热洗:按照固液比1:5 (g/mL)的比例,将适量活性炭加入一定体积、浓度为0.1-0.5 mol ?L 1的盐酸中,升温至30_70°C,搅拌下煮洗2_3h,过滤,用蒸馏水洗3遍;把酸洗后的活性炭放入浓度为0.1-0.5 mol.L 1的适当体积氨水中,在30-70°C温度下,搅拌、煮洗2-3h,过滤,用蒸馏水洗至中性;(2)、双氧水氧化处理:将酸碱热洗过的活性炭放进适当体积的蒸馏水中,搅拌,煮沸30min,用倾析法除去洗液,如此重复清洗多次,直至洗液中检不出Cl和NH/离子;再把清洗后的活性炭放入适当体积、质量浓度为15-30%的双氧水中,不断搅拌下,室温浸泡2-4h,过滤,用蒸馏水洗涤,过滤,至滤液呈中性;(3)、把经过上述溶液处理的活性炭置于60°C下真空干燥24h,所得活性炭存于真空保干器内,备用;
2、金属活性组分的预还原及活性炭浸渍:向一定体积的水中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP),使其质量含量达到1_5%,超声波处理至完全溶解;按照活性金属组分Pd占5-10%、Ru占10-15%、Cu占5-10%和Ni占65-80%的摩尔配比关系,分别称取适量的可溶性Pd盐、Ru盐、Cu盐和Ni盐,加到含有PVP的水溶液中,超声处理30min,充分溶解,获得4种金属离子总浓度为0.2 mol.L 1的混合液,再滴加10%的氨水,调节混合液的pH值为8-10 ;在强烈搅拌条件下,向含有4种金属离子的碱性混合液中缓慢滴加质量浓度为50%的水合肼,水合肼的加入量以达到4种金属离子的摩尔数的一半为止,升温至40-80°C,并在此温度下搅拌、反应30-60min,得到黑灰色的悬浮液;依据金属活性组分在活性炭上的负载质量为1-3%的比例,称取预处理过的适量活性炭加进悬浮液中,充分搅拌、浸渍30-60min,室温下静置12-24h,之后转移至真空干燥箱中,在40-60°C下缓慢蒸发,使液体被活性炭吸干,继续干燥至恒重;
3、氢气还原与活化:将表面吸附有金属及金属离子的干燥活性炭放进封闭的气氛炉中,通入一定流速的氢气,先在130-160°C下还原l_3h,再在220-270°C下保温还原l_3h,然后停止加热,继续通入氢气,自然冷至室温,取出料舟,所得黑色固体即为目标催化剂产物,封存于真空保干器内,备用。
[0017]在步骤I中,所述的活性炭为椰壳活性炭或核桃壳活性炭,其粒度为18-25目,比表面积为 800-1200 m2.g 1O
[0018]在步骤2中,所述的聚乙烯吡咯烷酮((C6H9NO)n)的型号为K13-18,平均分子量约为10000。所述的可溶性Pd盐是指二氯四氨钯或硝酸钯。所述的可溶性Ru盐是指水合三氯化钌或醋酸钌。所述的可溶性Cu盐是指硫酸铜、氯化铜或硝酸铜中的任意一种。所述的可溶性Ni盐是指硫酸镍、氯化镍或醋酸镍中的任意一种。
[0019]在步骤3中,所述的氢气是指纯度超过99.9%的气体,在还原炉中的流速为20mL.min 1O
[0020]在步骤2中,所述的超声波处理选用功率为240w,频率为40kHz的超声波发生器。
[0021]实施例1:
步骤1、活性炭预处理:
取10g椰壳活性炭加入500mL、浓度为0.1 mol.L 1的盐酸中,在30°C下搅拌、煮洗2h,过滤,蒸馏水洗3遍;酸洗后的活性炭再放入0.1 mol *L 1的300mL氨水中,30°C下搅拌、煮洗2h,过滤,用蒸馏水洗至中性;把酸碱热洗过的活性炭放进200mL蒸馏水中,搅拌、煮沸30min,用倾析法除去洗液,重复清洗5次;再把清洗后的活性炭放入150mL、质量浓度为15%的双氧水中,不断搅拌下,室温浸泡2h,过滤,用蒸馏水进行多次洗涤,直至滤液呈中性;经过溶液处理的活性炭置于60°C下真空干燥24h,所得产物存放于真空保干器内,备用;
步骤2、金属活性组分的预还原及活性炭浸渍:
配制10mU质量浓度为1%的PVP透明溶液,分别称取二氯四氨钯lmmol、水合三氯化IT 2mmol、硫酸铜lmmol和硫酸镍16mmol,加到PVP溶液中,超声处理30min,充分溶解,获得含有4种金属离子的混合液,用10%的氨水调节混合液的pH值为8 ;然后在强烈搅拌下,向混合液中缓慢滴加50%的水合肼10 mmol,升温至40°C,并在此温度下反应30min,得到黑灰色的悬浮液;称取130g预处理活性炭加进上述悬浮液中,充分搅拌、浸渍30min,再在室温下静置12h,之后移入40°C的真空干燥箱,缓慢蒸发,使液体被活性炭吸干,继续干燥至恒重;
3、氢气还原与活化:
将表面吸附有金属及金属离子的干燥活性炭放进封闭的气氛炉中,通入纯度超过99.9%、流速为20 mL.min 1的氢气,先在130 °C下保温还原lh,再在220 °C下保温还原Ih,然后停止加热,继续通入氢气,自然冷至室温,出料,所得黑色活性炭固体即为目标催化剂产物,封存于真空保干器内。
[0022]实施例2:
步骤1、活性炭预处理:
取10g核桃壳活性炭加入500mL、浓度为0.5 mol -L 1的盐酸中,在70°C下搅拌、煮洗3h,过滤,蒸馏水洗3遍;酸洗后的活性炭再放入0.5 mol.L1的300mL氨水中,70°C下搅拌、煮洗3h,过滤,用蒸馏水洗至中性;把酸碱热洗过的活性炭放进200mL蒸馏水中,搅拌、煮沸30min,用倾析法除去洗液,重复清洗5次;再把清洗后的活性炭放入150mL、质量浓度为30%的双氧水中,不断搅拌下,室温浸泡4h,过滤,用蒸馏水洗涤,直至滤液呈中性;经过溶液处理的活性炭置于60°C下真空干燥24h,所得产物存放于真空保干器内,备用;
步骤2、金属活性组分的预还原及活性炭浸渍:
配制10mU质量浓度为5%的PVP透明溶液,分别称取硝酸钯2mmol、醋酸钌3mmol、氯化铜2mmol和氯化镍13mmol,加到PVP溶液中,超声处理30min,充分溶解,获得含有4种金属离子的混合液,用10%的氨水调节混合液的pH值为10 ;然后在强烈搅拌下,向混合液中缓慢滴加50%的水合肼10 mmol,升温至80°C,并在此温度下反应60min,得到黑灰色的悬浮液;称取45g预处理活性炭加进上述悬浮液中,充分搅拌、浸渍60min,再在室温下静置24h,之后移入60°C的真空干燥箱,缓慢蒸发,使液体被活性炭吸干,继续干燥至恒重;
3、氢气还原与活化:
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