[發明專利]一種直接合成過氧化氫用中空核殼結構Pd催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201711076865.6
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107754826B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 林倩;潘紅艷;曹建新;陳政;肖升;何舜
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: B01J27/13
• 分類號: B01J27/13;B01J23/44;C01B15/029;B01J35/10
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司 52002
• 代理人: 袁慶云;徐逸心

本發明公開了一種直接合成過氧化氫用中空核殼結構Pd催化劑及其制備方法，其粒徑分布均一，集中分布在65?72nm，其中，殼層炭厚度集中分布在7.18?7.9nm，核層Pd納米粒徑集中分布在7.6?8.6nm；Br元素沉積在核層Pd上；該中空核殼結構Pd催化劑的孔徑集中在12.62?18.89nm，BET比表面為507?620m²/g，孔容為1.6?2.3cm³/g。以反相膠束法制得的Pd@SiO₂為種子溶液，超聲分散到70mL去離子水和28mL乙醇的混合溶液中，然后添加間苯二酚和甲醛為碳源，反應6h，后經干燥、氮氣焙燒、HF刻蝕、還原得到。本發明在常壓下實現合成H₂O₂高選擇性和高產率，催化劑活性和壽命高，合成H₂O₂穩定性高。

技術領域

本發明屬于化學技術領域，涉及一種直接合成過氧化氫用中空核殼結構Pd催化劑，同時還涉及該直接合成過氧化氫用中空核殼結構Pd催化劑的制備方法。

背景技術

目前國內外H₂O₂生產方法中，規模最大的生產方法是蒽醌法，該法采用兩步合成，在生產中添加有機溶劑，存在生產工藝復雜、能耗高、環境污染嚴重等缺點；與之相比，由氫氣和氧氣在催化劑作用下采用一步法直接合成過氧化氫的方法具有工藝簡單、操作成本低、無污染等優勢，成為H₂O₂生產領域的研究熱點。已有的研究報道證實，Pd催化劑是一步法直接合成H₂O₂中活性最好的催化劑。目前，在此領域國內外學者主要圍繞著負載型Pd催化劑的制備與改性進行了大量的研究工作。中國專利公開號CN104039441A于2014年09月10日公開了發明名稱為“用于直接合成過氧化氫的催化劑”，采用浸漬法制備一種基于氧化鉭的負載型Pd催化劑，在反應壓力為50bar，反應溫度為5℃下，反應5h得到H₂的轉化率為26.2%，H₂O₂產率為6659mol H₂O₂/(KgPd·h）。但該負載型Pd催化劑在高溫焙燒過程中活性組分Pd易發生遷移團聚，且在反應時，由于強烈的機械攪拌，催化劑表面的Pd易脫落到反應介質中，導致H₂O₂分解，從而降低H₂O₂穩定性和催化劑的使用壽命；此外，如此高的壓力還會增加反應物H₂和O₂爆炸的危險性。

中國專利公開號CN1880215A于2006年12月20日公開了發明名稱為“載體金屬催化劑、其制備方法和其在直接制備過氧化氫中的用途”，采用浸漬后還原的方法制備Pd-Pt/SiO₂催化劑，在反應壓力為50bar，反應溫度為20℃下，反應3h得到H₂的轉化率為42%，H₂O₂濃度為17.5%。但由于該負載型催化劑是通過浸漬后還原方法得到，同樣沒有解決中國專利公開號CN104039441A中存在的問題。