[發明專利]具有特定紅外吸收特征的負載型鈀催化劑

有效

• 申請號: 201010182758.3
• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN102247838A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 戴偉;于海波;彭暉;張齊;毛祖旺;樂毅;穆瑋;戚文新
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發明涉及負載型鈀催化劑及其制備方法。

背景技術

負載型鈀(Pd)催化劑在工業上廣泛應用于加氫、脫氫、氧化、分解等反應中，如Pd/Al₂O₃和Pd/SiO₂用于氣相法生產醋酸乙烯、Pd/分子篩用于加氫裂化過程生產汽油及其他燃料、Pd/Al₂O₃用于烯烴、裂解汽油中炔烴和二烯烴的選擇性加氫和過氧化氫的制備，Pd/C用于苯酚氫化制環己酮、脂肪酸及油脂加氫等等。負載型鈀催化劑還用于高純氣體制備、燃料電池電極、醫藥生產及廢氣凈化等方面。

在實際應用中，通常要求負載型Pd催化劑對于特定反應具有高的選擇性。Pd的選擇性與Pd的暴露位點的種類直接相關，采用特定的制備方法來控制Pd位點的晶面形態，可以改善催化劑的性能。如在日本專利JP2000202287中，以二硝基二氨合鈀的硝酸溶液為Pd前體，使之與載體結合后，通過直接還原或者通過熱處理后還原的方法來調控金屬鈀的物理特性。對于Pd/Al₂O₃催化劑，當Pd的比表面積在1～150m²/g范圍內時，鈀的晶面為(100)和(110)；當Pd的比表面積在150～350m²/g范圍內時，鈀的晶面為(111)。美國專利US?20060243641提供了一種重整催化劑，其表面至少50％的原子為(110)晶體結構，特定的金屬晶體結構是通過在制備過程中加入聚丙烯酸等控制劑來獲得的。美國專利US?6746597提供了一種負載型貴金屬催化劑，其包含的多聚羧酸等金屬有機螯合劑可使金屬粒子主要以(111)晶相存在。

以上文獻只是寬泛的給出了催化劑的晶面特征，并未對貴金屬的晶形比例進行限定。此外，催化劑貴金屬表面對反應物的吸附能力是影響其活性和選擇性的重要因素，因此有必要以催化劑的某種通用分析結果為特征，提供一種具有特定金屬位點形態和反應性能的負載型Pd催化劑。并且在現有文獻中，由于制備過程中需包含特定的Pd前體或晶形控制劑，催化劑的組成變得復雜，制備過程也更加繁瑣，需要提供一種用于該催化劑的簡單易行的制備方法。

發明內容

為了更精確而有效地給出什么樣的貴金屬催化劑具有更好的催化性能，發明人深入詳細地研究了貴金屬鈀催化劑影響催化性能的本質因素，結果表明用紅外分析表征數據可以更好地限定出優良的催化劑。

本發明的目的在于提供一種負載型Pd催化劑。

具體地，本發明的負載型鈀催化劑，包含載體、鈀和可選的改性組分，其特征在于所述催化劑在40℃下測試的一氧化碳吸附原位紅外光譜圖中，1930～1990cm^-1處橋式吸收峰與1870～1930cm^-1處橋式吸收峰的面積之比小于0.2。

優選地，所述催化劑在40℃下測試的一氧化碳吸附原位紅外光譜圖中，1930～1990cm^-1處橋式吸收峰與1870～1930cm^-1處橋式吸收峰的面積之比小于0.15。

更優選所述催化劑在40℃下吸附一氧化碳后，改用氮氣吹掃0分鐘時測得的原位紅外光譜圖中1870～1930cm^-1處吸收峰的峰高與改用氮氣吹掃15分鐘時測得的原位紅外光譜圖中1800～1900cm^-1處吸收峰的峰高之比小于5，優選小于2。

催化劑的一氧化碳吸附紅外光譜圖采用以下方法測得：

a)將粉末態的催化劑樣品置于氫氣氣流中升溫至300℃；升溫速率為20℃/min，氫氣流量為10ml/min；

b)在氫氣氣流中于300℃下保溫2小時，然后降溫至40℃；降溫速率為20℃/min，氫氣流量為10ml/min；

c)保持溫度為40℃，通入氮氣氣流吹掃30分鐘，氮氣流量為5ml/min；

d)保持溫度為40℃，通入一氧化碳-氬氣混合氣(一氧化碳的摩爾含量為1％)，吸附30分鐘，混合氣體流量為5ml/min；

e)保持溫度為40℃，改用氮氣吹掃，同時立刻測定樣品的一氧化碳吸附原位紅外光譜圖；

f)保持氮氣流量為5ml/min，在氮氣吹掃9min、15min、24min時分別記錄樣品的原位紅外光譜圖。