一种高活性氢氧化钯碳的制备方法与流程

本发明属于负载型贵金属催化剂的制备方法技术领域，具体涉及一种高活性氢氧化钯碳的制备方法。

背景技术

氢氧化钯碳在医药有机合成及化工领域有着较为广泛的应用，主要起催化加氢的作用，包括脱苄基、烯烃加氢、苯甲酸还原、醛的氧化等等。自从1967年williamm.pearlman使用离子交换法制备了氢氧化钯碳之后，因其优异的催化活性而引起了人们的广泛关注，但是现有的氢氧化钯碳的活性仍然较低。

现有发明专利申请一种钯碳催化剂及其制备方法与应用(申请号为cn201611205052.8)包括如下步骤：对活性碳原料进行酸氧化处理；使用碱金属氢氧化物处理酸氧化处理后的活性碳；以处理后得到的活性碳作为载体制备钯碳催化剂。但是制备过程中使用硝酸等酸溶液处理活性炭，危险性高，且获得的钯碳催化剂颗粒大小不均一，活性低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高活性氢氧化钯碳的制备方法，工艺简单，成本低，所获得的氢氧化钯碳适用于一般的加氢反应体系，特别是加氢脱苄反应，粒径均一，活性高。

本发明提供了如下的技术方案：

一种高活性氢氧化钯碳的制备方法，包括以下步骤：

s1、导电碳黑预处理：称量1～100份导电碳黑放入容器内，加入1～100份有机溶剂以及1～500份的超纯水，处理10～90min，然后过滤、洗涤、干燥得到处理过的碳黑；

s2、钯前驱体的浸渍：向s1中处理过的碳黑中加入1～1000份的超纯水，然后倒入钯盐溶液，以100～500rmp的速度搅拌，搅拌时间0.5～5h；

s3、氢氧化钯的沉淀：向s2获得的混合溶液中加入碱金属氢氧化物溶液或碳酸盐溶液，调节ph至8～13，以100～500rmp的速度搅拌，微波加热反应，陈化12h；

s4、后处理：将s3中陈化后的溶液进行过滤，并用超纯水清洗3～10次，直至滤液ph值为中性，然后真空干燥至含水率为10％～80％，得到高活性氢氧化钯碳成品，真空封装。

优选的，所述s1中的有机溶剂为甲醇、乙醇或乙二醇中的一种或多种，有利于提高导电炭黑的分散均匀性。

优选的，所述s1中导电碳黑为科琴黑系列导电碳黑、卡博特xc-72系列导电碳黑或bp系列导电碳黑中的一种，具有良好的介孔结构，比表面积大且孔径适中，有利于活性颗粒的负载。

优选的，所述s1中的过滤方法为正压过滤或真空抽滤，干燥方法为真空干燥，干燥温度为40～100℃，干燥时间为10～24h。

优选的，所述s2中的钯盐溶液为醋酸钯、氯化钯或硝酸钯溶液中的一种。

优选的，所述s3中的碱金属氢氧化物溶液为氢氧化钠溶液，所述碳酸盐溶液为碳酸钠溶液。

优选的，所述s3中微波加热的功率为400～900w，反应时间为5～20min。

优选的，所述s4中的过滤方法为正压过滤，真空干燥的温度为40～100℃。

本发明的有益效果是：

(1)本发明采用导电炭黑，具有良好的介孔结构，比表面积大且孔径适中，有利于活性颗粒的负载，且原料易得，与其它炭黑相比，导电炭黑更容易均匀分散于甲醇、乙醇或乙二醇有机溶剂中。

(2)本发明采用适当配比的有机溶剂和纯水处理导电炭黑，不具有危险性，且原料易得，成本低。

(3)本发明步骤s3氢氧化钯的沉淀中，以碱金属氢氧化物溶液或碳酸盐溶液，调节ph至8～13，使钯盐在碱性环境中以一定的速度反应生成氢氧化钯沉淀；采用微波加热，加热迅速且均匀；最后陈化，使氢氧化钯沉淀在导电炭黑载体上长成活性颗粒，并使活性颗粒粒径分布均匀。

(4)本发明提供的制备方法，工艺简单，适合大规模的生产和应用。

(5)本发明所制备的氢氧化钯碳，颗粒度均一，适用于一般的加氢反应体系，特别是在脱苄基的加氢过程中提高其催化活性及活性组分的利用率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是实施例1制备获得的高活性氢氧化钯碳的tem图。

具体实施方式

实施例1

一种高活性氢氧化钯碳的制备方法，包括以下步骤：

s1、导电碳黑预处理：称量4.5gxc-72导电碳黑放入250ml容器内，加入10ml甲醇以及100ml超纯水，处理1h，然后过滤、洗涤、干燥得到处理过的碳黑；

s2、钯前驱体的浸渍：向s1中处理过的碳黑中加入100ml的超纯水，然后倒入醋酸钯溶液(钯含量为0.5g)，以100rmp的速度搅拌，搅拌时间2h；

s3、氢氧化钯的沉淀：向s2获得的混合溶液中加入的氢氧化钠溶液，调节ph至9～11，以100rmp的速度搅拌，微波加热反应，微波功率为600w，反应时间为10min，陈化12h；

s4、后处理：将s3中陈化后的溶液进行过滤，并用超纯水清洗3～10次，直至滤液ph值为中性，然后100℃真空干燥至含水率为50％，得到高活性氢氧化钯碳成品，真空封装。

图1是本实施例制备获得的高活性氢氧化钯碳的tem图，由图可知，本实施例制备出的氢氧化钯碳颗粒的粒径较小且分布均匀。

实施例2

一种高活性氢氧化钯碳的制备方法，包括以下步骤：

s1、导电碳黑预处理：称量4.5gbp2000导电碳黑放入250ml容器内，加入10ml甲醇以及100ml超纯水，处理1h，然后过滤、洗涤、干燥得到处理过的碳黑；

s2、钯前驱体的浸渍：向s1中处理过的碳黑中加入100ml的超纯水，然后倒入醋酸钯溶液(钯含量为0.5g)，以100rmp的速度搅拌，搅拌时间2h；

s3、氢氧化钯的沉淀：向s2获得的混合溶液中加入的氢氧化钠溶液，调节ph至9～11，以100rmp的速度搅拌，微波加热反应，微波功率为600w，反应时间为10min，陈化12h；

s4、后处理：将s3中陈化后的溶液进行过滤，并用超纯水清洗3～10次，直至滤液ph值为中性，然后100℃真空干燥至含水率为50％，得到高活性氢氧化钯碳成品，真空封装。

实施例3

一种高活性氢氧化钯碳的制备方法，包括以下步骤：

s1、导电碳黑预处理：称量4.5gxc-72导电碳黑放入250ml容器内，加入10ml甲醇以及100ml超纯水，处理1h，然后过滤、洗涤、干燥得到处理过的碳黑；

s2、钯前驱体的浸渍：向s1中处理过的碳黑中加入100ml的超纯水，然后倒入氯化钯溶液(钯含量为0.5g)，以100rmp的速度搅拌，搅拌时间2h；

s3、氢氧化钯的沉淀：向s2获得的混合溶液中加入的氢氧化钠溶液，调节ph至9～11，以100rmp的速度搅拌，微波加热反应，微波功率为600w，反应时间为10min，陈化12h；

s4、后处理：将s3中陈化后的溶液进行过滤，并用超纯水清洗3～10次，直至滤液ph值为中性，然后100℃真空干燥至含水率为50％，得到高活性氢氧化钯碳成品，真空封装。

实施例4

一种高活性氢氧化钯碳的制备方法，包括以下步骤：

s1、导电碳黑预处理：称量4.5gxc-72导电碳黑放入250ml容器内，加入10ml甲醇以及100ml超纯水，处理1h，然后过滤、洗涤、干燥得到处理过的碳黑；

s2、钯前驱体的浸渍：向s1中处理过的碳黑中加入100ml的超纯水，然后倒入醋酸钯溶液(钯含量为0.5g)，以100rmp的速度搅拌，搅拌时间2h；

s3、氢氧化钯的沉淀：向s2获得的混合溶液中加入的氢氧化钠溶液，调节ph至9～11，以20rmp的速度搅拌，微波加热反应，微波功率为600w，反应时间为10min，陈化12h；

s4、后处理：将s3中陈化后的溶液进行过滤，并用超纯水清洗3～10次，直至滤液ph值为中性，然后100℃真空干燥至含水率为50％，得到高活性氢氧化钯碳成品，真空封装。

实施例5

一种高活性氢氧化钯碳的制备方法，包括以下步骤：

s1、导电碳黑预处理：称量4.5gxc-72导电碳黑放入250ml容器内，加入10ml甲醇以及100ml超纯水，处理1h，然后过滤、洗涤、干燥得到处理过的碳黑；

s2、钯前驱体的浸渍：向s1中处理过的碳黑中加入100ml的超纯水，然后倒入醋酸钯溶液(钯含量为0.5g)，以100rmp的速度搅拌，搅拌时间2h；

s3、氢氧化钯的沉淀：向s2获得的混合溶液中加入的氢氧化钠溶液，调节ph至9～11，以100rmp的速度搅拌，微波加热反应，微波功率为900w，反应时间为10min，陈化12h；

s4、后处理：将s3中陈化后的溶液进行过滤，并用超纯水清洗3～10次，直至滤液ph值为中性，然后100℃真空干燥至含水率为50％，得到高活性氢氧化钯碳成品，真空封装。

表1是实施例1-5所制备的氢氧化钯碳催化脱苄基性能表

从表1可以看出，氢氧化钯碳颗粒粒径越小、分布越均匀，反应完全所需时间越短，催化剂活性越高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。