[發明專利]一種硫酸鋇-碳氣凝膠復合載體負載鈀催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201310748671.1
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN104741135B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 梁元通;龔德晴;黨桃桃;謝鋼;楊奇;陳三平;步懷天;王堯宇
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: B01J27/053
• 分類號: B01J27/053;B01J23/44;C07C15/14;C07C1/32
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 謝鋼

本發明公開了一種硫酸鋇?碳復合載體負載鈀催化劑的制備方法，其在密閉容器中，將水溶性糖類化合物和水溶性高分子，以及氫氧化鋇或可溶性鋇鹽溶于水，加入硫酸或可溶性硫酸鹽，在140～300℃反應，經洗滌、干燥得到硫酸鋇?碳凝膠載體，將硫酸鋇/碳凝膠載體負載鈀得到硫酸鋇?碳復合載體負載鈀催化劑。本發明方法制備得到的硫酸鋇?碳復合載體負載鈀催化劑分散性好、不易凝結、穩定性高、催化性能強，且壽命長。

技術領域

本發明涉及一種硫酸鋇-碳氣凝膠復合載體負載鈀催化劑的制備方法。

背景技術

鈀催化劑作為應用較廣泛的金屬催化劑，在有機合成和石油化工中有著極其重要的地位。在有機合成中，由于鈀具有未充滿的4d軌道，可與多種組分配位，通過改變配體和反應物的組合，有可能使許多不易發生的反應得以順利進行。另外，鈀配合物催化的反應一般具有反應條件溫和、產率高和選擇性好等特點。但均相鈀催化反應中，均相催化劑如Pd(OAc)₂和PdCl₂等在反應過程中易產生鈀黑，使催化活性下降，且催化劑難以從反應體系中分離回收和重復使用，這些因素嚴重影響了均相鈀催化劑的工業應用。而對石油化工、煉油等很多工業催化反應，開發高活性、高選擇性的鈀催化劑也是研究熱點。近年來，在鈀催化劑的研發中，負載型鈀催化劑作為一類新型催化劑引起了人們的極大關注。一方面，將鈀催化劑負載于固體載體上，不僅可以保持其催化活性，而且在反應結束后，通過簡單的過濾即可實現催化劑的回收利用；另一方面，通過對負載型鈀催化劑中各組分的改進，可提高催化劑的活性及選擇性。

李金兵等人在研究硫酸鋇改性對Ag/α-Al₂O₃催化劑在乙烯環氧化催化性能的影響中發現，在α-Al₂O₃載體中加入硫酸鋇對其改性，可以提高載體的強度和吸水率，提高Ag催化劑的初始活性和初始選擇性。而且隨著載體中硫酸鋇含量的增加，銀催化劑的初始反應溫度進一步降低。當引入的硫酸鋇經過高溫焙燒處理后，在載體表面會形成“小突起”組織，使載體表面變得凹凸不平，抑制催化劑表面Ag粒子的遷移與聚集，降低Ag粒子在催化反應過程中的生長速率，從而改進Ag催化劑的穩定性，延長催化劑壽命。

發明內容

本發明旨在提供一種易于合成、穩定性高、催化性能高的硫酸鋇-碳負載鈀催化劑的制備方法。

本發明實現過程如下：

一種硫酸鋇-碳氣凝膠復合載體負載鈀催化劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）在密閉容器中，將水溶性糖類化合物和水溶性高分子，以及氫氧化鋇或可溶性鋇鹽溶于水；

（2）加入硫酸或可溶性硫酸鹽，在140～300℃反應，經洗滌、干燥得到硫酸鋇-碳氣凝膠復合載體；

（3）將硫酸鋇-碳氣凝膠復合載體負載鈀得到硫酸鋇-碳氣凝膠復合載體負載鈀催化劑。

上述步驟（2）優選的反應溫度為160～230℃；步驟（3）干燥過程采用烘干、冷凍干燥或二氧化碳超臨界干燥，優選為冷凍干燥或二氧化碳超臨界干燥；干燥得到的硫酸鋇-碳氣凝膠復合載體負載鈀催化劑進一步在惰性氣氛下經過300～800℃煅燒處理可提高其含碳量，并有利于打開閉塞的孔道，比表面積得到增加，溫度繼續升高后單質碳將硫酸鋇還原為硫化鋇，惰性氣體為氮氣、氬氣或二氧化碳；向反應體系中加入有機酸或堿后制備的硫酸鋇-碳氣凝膠復合載體彈性較好且緊致。

所述的糖類化合物選自單糖、二糖、低聚糖、多糖，所述的糖類化合物選自葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖、水蘇糖、棉籽糖、異麥芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、低聚異麥芽酮糖、低聚龍膽糖、大豆低聚糖、低聚殼聚糖、環糊精、淀粉、酸改性淀粉、氧化淀粉、白糊精、黃色糊精、淡黃色糊精、乙酸化淀粉、辛基琥珀酸鈉鹽淀粉、羥丙基化淀粉醚、環氧乙烷交聯淀粉、淀粉膠、淀粉乙酸膠、羧基淀粉膠、耐水淀粉膠、纖維素、半纖維素、糖元、木糖、阿拉伯膠、粘多糖。