[發(fā)明專利]貴金屬催化劑用多孔碳載體的處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310711477.6
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103691490A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李永敏;王臨才;何治鴻;相亞波
• 申請（專利權(quán)）人: 江西漢氏鉑業(yè)有限公司
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;B01J21/18;B01J35/10
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種貴金屬催化劑用多孔碳載體的處理方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中催化劑占有極其重要的地位，幾乎有半數(shù)以上的化工產(chǎn)品在生產(chǎn)過程里都采用催化劑。貴金屬催化劑作為最重要的催化劑材料，以其優(yōu)良的活性、選擇性及穩(wěn)定性贏得了越來越多的重視與應(yīng)用，目前已廣泛用于加氫、脫氫、氧化、還原、異構(gòu)化、芳構(gòu)化、裂化、合成等反應(yīng)，在化工、石油精制、石油化學(xué)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域，以及新能源、傳感等領(lǐng)域起著非常重要的作用。按催化反應(yīng)類別，貴金屬催化劑可分為均相催化用和多相催化用兩大類催化劑。均相催化用催化劑通常為可溶性化合物。多相催化用催化劑為不溶性固體物，其主要形態(tài)為金屬絲網(wǎng)態(tài)和負載金屬態(tài)。在全部催化反應(yīng)過程中，多相催化反應(yīng)占80%～90%，而在多相貴金屬催化中負載貴金屬催化劑占主導(dǎo)地位。碳載貴金屬催化劑作為負載型貴金屬催化劑中的重要一類，在幾乎所有現(xiàn)在催化劑應(yīng)用領(lǐng)域都有應(yīng)用，其發(fā)展至關(guān)重要。?

碳載貴金屬催化劑的使用性能，催化效果受產(chǎn)品多個指標的影響，如貴金屬的種類，載體類別，負載量，分散度，顆粒大小，催化劑與體系的相容性等。載體不僅直接影響最終產(chǎn)品指標，同時又影響催化劑負載，所以其選擇尤為重要。合適的載體不僅能夠使貴金屬負載順利進行，獲得分散良好的催化劑，提高貴金屬的有效利用率，而且能夠提高催化劑穩(wěn)定性，延長催化劑使用時間，進而提高效率與效益。目前，對貴金屬用多孔碳載體有大量合成研究的報道，使用不同前驅(qū)體制備了多個系列不同結(jié)構(gòu)的多孔碳載體。但直接使用這些多孔碳進行貴金屬的負載一般較難獲得性能良好的催化劑。由于多孔碳指標很多，種類繁雜，篩選工作費時費力，最終催化劑性能指標往往難于全方位兼顧。因而，開發(fā)有效的處理方法，在一定程度調(diào)控、改善原碳性能不僅有助于產(chǎn)品研發(fā)，同時也可擴大多孔碳的選擇面，具有科研及實用價值。目前，已有部分研究公開報道了多孔碳的處理方法。CN103086352?A報道了使用高溫煅燒、然后酸洗使多孔碳表面石墨化的方法，改善了多孔碳的比表面積。CN102070135?A?公布了一種使用酵母菌分散于細胞壁表面，然后進行碳化處理制備兩親性多孔碳的方法。CN102515145?A公開了一種使用堿溶液處理，低溫干燥后高溫處理多孔碳的方法，用以制備高比表面積的多孔碳材料。但由于碳載貴金屬催化劑具有特定結(jié)構(gòu)及負載工藝，所以對碳載體有特殊的要求，已公開的多孔碳處理方法較少針對貴金屬催化劑用載體的處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種簡單的貴金屬催化劑用多孔碳載體的處理方法。

本發(fā)明提出的貴金屬催化劑用多孔碳載體的處理方法，具體步驟如下：?

（1）將多孔碳載體用強酸溶液處理，酸溶液溫度控制在-10℃-40℃，處理時間0-12小時；強酸溶液與多孔碳載體重量比100：1-1：1；

（2）將強氧化劑加入到步驟(1)所得濃酸處理液內(nèi)，進行氧化處理獲得氧化型多孔碳溶液；強氧化劑與多孔碳載體的重量比為1：3-1：10；

（3）采用還原劑對步驟(2)獲得的產(chǎn)物進行還原處理，獲得表面處理后的多孔碳載體，還原劑與多孔碳載體的重量比為1：3-1：10。

本發(fā)明中，步驟(2)中所述氧化處理具體為下述中任一種：

強氧化劑加入步驟(1)所得濃酸處理液時，在-10℃-30℃溫度下混合均勻,之后在20℃-150℃溫度下，攪拌反應(yīng)0.5-12小時；反應(yīng)結(jié)束后，過濾多孔碳載體，用水洗滌，獲得氧化型多孔碳；

或者：強氧化劑加入步驟(1)所得濃酸處理液時，在-10℃-30℃溫度下混合均勻,之后在20℃-150℃溫度下，攪拌反應(yīng)0.5-12小時；然后加入去離子水升溫至60-100℃，攪拌反應(yīng)0.5-4小時，反應(yīng)結(jié)束后，過濾多孔碳載體，用水洗滌，獲得氧化型多孔碳。

本發(fā)明中，步驟(3)中所述對步驟(2)獲得的產(chǎn)物進行還原處理采用溶液中處理或還原氣體處理；當(dāng)采用溶液中處理時，將還原劑加入到氧化型多孔碳溶液，調(diào)節(jié)溶液pH值至6-10，反應(yīng)溶液溫度為30-100℃，反應(yīng)0.5-10小時后，取出樣品，洗滌，烘干；在采用還原氣體中處理時，將步驟(2)中所獲得的多孔碳放置在還原氣氛中，控制溫度在200℃－600℃焙燒0.5－6小時后獲得樣品。

本發(fā)明中，使用該方法處理獲得的氧化型及表面處理型多孔碳主要用于負載貴金屬催化劑，如鉑(Pt)、鈀(Pd)、銀（Ag）、釕(Ru)、銠(Rh)、銥(Ir)或鋨(Os)等的一種及以其為主要成份的多元貴金屬催化劑。