[發(fā)明專利]棕櫚樹皮負載納米Pd-Cu催化劑的制備方法及應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410186343.1
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN103920533A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 李慧芝;盧燕;韓斌
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;C07C1/26;C07C15/04;C07C37/00;C07C39/04
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技術領域

本發(fā)明關于負載催化劑制備技術領域，特別涉及一種棕櫚樹皮負載納米Pd-Cu催化劑制備方法及應用技術。

背景技術

在許多化學反應中催化劑起著十分重要的作用，如催化加氫脫氯技術中，用于氯代有機化合物催化脫氯的催化劑有單金屬型催化劑和復合型催化劑。單金屬催化劑主要為Pd、Pt等貴金屬負載催化劑，具有較高的活性，主要產(chǎn)物為飽和烴。這類催化劑有兩個缺點，一方面對于工業(yè)生產(chǎn)而言，飽和烴經(jīng)濟價值不如不飽和烴高；另一方面容易發(fā)生催化劑中毒現(xiàn)象。復合型催化劑是在單一金屬催化劑的基礎上參雜第二種金屬，如Cu、Ag、Ru、Sn等，一方面可以形成相對應的雙金屬合金，有利于提高不飽和烴的選擇性；另一方面可以減少氯化氫在Pd、Pt等貴金屬表面的吸附，從而提高催化劑抗中毒能力。人們對負載型復合催化特性產(chǎn)生了極大興趣和關注，此后，有關負載型復合催化劑的研究和開發(fā)日益活躍，隨著對負載型復合催化劑研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)影響負載型復合催化劑的活性主要有三個方面：（1）制備方法；（2）載體的選擇；（3）金金屬的粒徑大小。

目前文獻報道的制備負載型催化劑的方法有：浸漬法，共沉淀法，沉積-沉淀法，溶膠-凝膠法，離子交換法。浸漬法制得的負載催化劑分散性不好、負載量小、金屬顆粒粒徑大，其催化性能較差；共沉淀法制得的負載催化劑因相當多的金屬顆粒被包埋在載體的內(nèi)部，包埋在載體內(nèi)部的粒子不能夠參與催化反應，因而降低催化效率。沉積-沉淀法通過控制合成時的pH值使金屬氫氧化物沉積在載體上，得到負載量低、顆粒度小、活性度高催化劑，但是過低的pH值使金屬氫氧化物無法沉積，因此該方法只對特定的載體才適應；溶膠-凝膠法是將載體前軀體與金屬前軀體共同分散于溶劑中，然后經(jīng)水解、聚合過程開始成為溶膠，進而生成一定空間結構的凝膠，再經(jīng)干燥和焙燒制備出負載型催化劑，因此該方法只適用于SiO₂，TiO₂，ZrO₂和Al₂O₃等載體。

載體的本質(zhì)直接決定著催化劑的催化性能，研究表明，載體大的比表面積是金屬離子高度分散的前提。目前負載型催化劑常用的載體主要多孔材料，如氧化物、微孔分子篩、介孔氧化物、介孔分子篩和介孔碳材料，楊莉君等研究了CeO₂修飾炭載體負載Pd-Pt二元合金催化劑及其在甲酸氧化電催化中的應用（楊莉君等，?CeO₂修飾炭載體負載Pd-Pt二元合金催化劑及其在甲酸氧化電催化中的應用，中國科學：化學，2011，41（12）：1817~1825）；王志勤等研究了Al₂O₃負載Pd-Cu催化劑催化1，2-二氯乙烷加氫脫氯性能（王志勤等，?Al₂O₃負載Pd-Cu催化劑催化1，2-二氯乙烷加氫脫氯性能，環(huán)境化學，2012，31（2）：144~149）申請?zhí)枮?01010570990.4的專利中公開了一種ZrO₂?負載銅催化劑的制備方法。

本申請采用棕櫚樹皮為催化劑的載體，棕櫚樹是多年生的常綠喬木植物，高可達7米；干直立，不分枝，為葉鞘形成的棕衣所包；因此棕櫚樹皮的纖維很長、強度大，通常用作制作床墊，是十分寶貴的生態(tài)資源之一，是一種可再生資源。目前棕櫚樹廣泛種植長江以南地帶，是十分珍貴的長纖維原料。這種天然高分子材料應用制作吸附具有天然、綠色、可生物降解、機械強度大、抗腐蝕能力強等特點，棕櫚樹皮作為催化劑載體十分理想，國外對棕櫚樹皮作為催化劑載體未見報道，但對棕櫚樹皮進行化學改性制成吸附劑有報道，中國專利申請?zhí)枮椋?01310147720.6的專利中公開了一種巰基棕櫚樹皮吸附劑的制備方法及應用，利用巰基棕櫚樹皮的巰基特性，通過調(diào)節(jié)反應體系的pH值使巰基與金屬離子充分吸附，然后采用水合肼還原，使金屬顆粒細小、均勻的負載在棕櫚樹皮的表面上，制備一種具有高活性的負載納米Pd-Cu的催化劑。棕櫚樹皮負載納米Pd-Cu催化劑可以應用到許多反應中，是有機反應中重要的催化劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種棕櫚樹皮負載納米Pd-Cu催化劑制備方法及應用。

本發(fā)明的目的之一是一種棕櫚樹皮負載納Pd-Cu金催化劑制備方法，通過以下技術方案實現(xiàn)，特點在于該方法具有以下工藝步驟：

（1）棕櫚樹皮預處理：將棕櫚樹皮用水洗滌去除泥土和雜質(zhì)，放入容器中用水浸泡54h，以去除非纖維物質(zhì)，將棕櫚樹皮剪成小塊清水洗凈，真空干燥后進行粉碎，用10目的篩子過篩，得到預處理棕櫚樹皮；