[發明專利]一種釕炭催化劑的制備方法

無效

• 申請號: 201010613892.4
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102133526A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 曾利輝;張之翔;李岳峰;曾永康;楊喬森;譚小艷
• 申請（專利權）人: 西安凱立化工有限公司
• 主分類號: B01J23/46
• 分類號: B01J23/46
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英

技術領域

本發明屬于催化劑制備技術領域，尤其是一種釕炭催化劑的制備方法。

背景技術

釕炭催化劑具有良好的加氫性能；可以在常溫常壓下活化N2和H2分子，適用于低溫低壓合成氨。同時在脂肪族羰基化合物和芳香烴環中，于較溫和地狀況下氫化，表現出高的活性而沒有副反應，當反應系統中存在水時，釕催化劑呈現較高的活性。釕催化劑在酸性和堿性溶劑中穩定且能夠在強酸反應中使用。

釕炭催化劑的制備技術主要采用浸漬法、沉淀法等。美國專利US6495730B1報道了可溶性三氯化釕浸漬載體制備了釕基炭載催化劑用于羧酸的加氫反應。中國專利CN1970143A公開了一種將可溶性釕鹽與表面活性劑混合均勻后，用還原劑還原為釕膠體溶液，然后加入載體通過浸漬法負載得到納米加氫釕炭催化劑。劉壽長等研究了浸漬法制備苯部分加氫制環己烯的釕炭催化劑。徐三魁等采用可溶性三氯化釕與載體活性炭混勻攪拌回流后，用氫氧化鈉調節PH將Ru沉淀后用甲醛還原，得到Ru/C催化劑。上述的釕炭催化劑制備方法或技術都存在一定的缺陷。浸漬法制備技術的基本原理，一方面是因為固體的孔隙與液體接觸時由于表面張力的作用而產生毛細管壓力，使液體滲透到毛細管內部；另一方面是活性組分在載體表面的吸附。但沉積在催化劑載體的金屬的最終分散度取決于許多因素的相互作用，這些因素包括浸漬方法、吸附的強度，以吸留溶質形式存在的金屬化合物相比于吸附在孔壁上的物種的程度，以及加熱與干燥時發生的化學變化等。因此，對上述影響因素的控制比較困難，從而造成金屬分布較難按預設的分布控制，金屬的負載量偏低等。沉淀法是經典的廣泛應用的一種的催化劑制備方法，其基本原理是，在含有金屬鹽類的溶液中，加入沉淀劑通過復分解反應，生成難溶的鹽或金屬水合氧化物或凝膠從溶液中沉淀出來。沉淀法的影響因素很多，主要有溶液濃度、PH、溫度、加料方式、攪拌強度等，沉淀過程非常復雜，生成的沉淀晶體容易團聚，從而導致最終的金屬粒子的大小分布不均勻，同時沉淀法容易將雜質包藏，引入其他雜質。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種釕炭催化劑的制備方法，該方法利用某一化學反應使溶液中的構晶離子由溶液中緩慢均勻地釋放出來，通過控制溶液中沉淀劑濃度，保證溶液中的沉淀處于一種平衡狀態，從而均勻的析出。本發明能夠獲得高分散度的負載型納米貴金屬釕炭催化劑，不僅制備方法容易操作、控制簡單，而且成本低，工業化易實現。

本發明的目的是通過以下技術方案來解決的：

本發明的釕炭催化劑的制備方法是：先將可溶性釕鹽溶液和尿素混合均勻，然后加入以硝酸預處理好的干態活性炭進行浸漬，再經過受熱均勻沉淀處理，使釕形成氫氧化物負載到活性炭表面，最后加入還原劑，還原徹底后，過濾，洗滌至無Cl-，將濾餅轉移至烘箱干燥后，得到所述的釕炭催化劑。

以上方法的具體包括以下步驟：

1)首先向預先溶解好的濃度為0.1～5mol/L可溶性釕鹽溶液中加入尿素，不斷攪拌使其溶解混勻形成混合溶液；所述尿素的加入量是貴金屬釕的質量的1～10倍；

2)選用木質、果殼或椰殼類高比表面積的活性炭，采用濃度為15％的硝酸溶液以80℃回流4小時，然后洗滌至PH等于7，在120℃下烘干后形成所述的干態活性炭；

3)將上述干態活性炭加入步驟1)的混合溶液中，并持續攪拌浸漬0.1～5小時，之后經受熱均勻沉淀，使釕形成氫氧化物負載到活性炭表面；

4)按照質量比，以還原劑∶Ru＝1～10∶1加入還原劑，還原時間為0.5～15小時，還原徹底后，過濾，洗滌濾餅至無Cl^-，將濾餅轉移至烘箱干燥，干燥溫度為80℃。

上述的可溶性釕鹽為三氯化釕、硝酸釕、醋酸釕中的一種或其組合。

以上在制備過程中通過電加熱、紅外加熱或微波加熱的方式進行加熱。

上述還原劑為甲醛、水合肼、硼氫化鉀、硼氫化鈉或氫化鋁鋰中的一種或幾種的混合物。

本發明具有以下有益效果：

本發明提供的釕炭催化劑制備方法可以得到分散度高的負載型納米貴金屬釕炭催化劑，該催化劑的活性金屬粒子尺寸屬納米級，粒徑可控，并且本發明的制備方法操作簡單，便于工業化。

附圖說明

圖1為本發明的負載型納米貴金屬釕炭催化劑的掃描電鏡圖。

具體實施方式