[發明專利]一種高分散鈀納米顆粒催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201910815618.6
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110508277A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 張群峰;黃偉民;周靜;馬磊;盧春山;豐楓;李小年
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B01J23/44
• 分類號: B01J23/44;B01J35/10;B01J37/02;B01J37/34;C07C5/09;C07C11/04
• 代理公司: 33201 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 黃美娟;朱思蘭<國際申請>=<國際公布>

本發明提供了一種高分散鈀納米顆粒催化劑及其制備方法與應用，所述催化劑由氧化鋁載體、鈀化合物、分散劑組成；本發明的氧化鋁負載高分散鈀納米顆粒催化劑應用于乙炔選擇性加氫反應，具有高的催化活性、高的乙烯選擇性、較優的穩定性和低制備成本等優點。

(一)技術領域

本發明涉及一種高分散鈀納米顆粒催化劑及其制備方法，以及在乙炔選擇性加氫反應中的應用。

(二)背景技術

乙烯是世界范圍內最重要的石油化工產品之一，在工業上主要是通過石腦油的裂解制得。但是通過這種方法值得的乙烯中往往含有大約0.3％～3％摩爾分數的乙炔，最高甚至可達0.9％；這些微量的乙炔會嚴重的影響工藝設備并毒害生產聚乙烯的Ziegler-Natta催化劑，降低催化劑的活性和使用壽命，同時也會影響聚乙烯的產品質量。為了解決這個問題，工業上常用選擇性加氫法來減少原料氣中乙炔的含量，這種方法不僅僅可以降低乙炔物料的濃度，而且乙炔會在反應中生成乙烯。然而工業上傳統的鈀基催化劑雖然在反應中有著較優的反應活性，但是卻存在著乙烯選擇性低的問題。大部分乙炔會轉化生成乙烷和綠油，造成原料氣的浪費；因此需要對傳統的鈀基催化劑進行改性，防止乙烯加氫生成乙烷反應的發生，從而進一步提高乙烯的選擇性。

當今乙炔選擇性加氫反應的另一熱門是建立單原子體系、獲得更高的分散度以及調控活性中心的形貌和大小。分散程度更高的鈀基催化劑能夠使乙烯在鈀活性位點上的吸附方式從結合能力較強的e鍵轉變為相對較弱的π鍵，有利于乙烯從催化劑表面脫附從而抑制了乙烯的過度加氫。另一方面，Pd的幾何結構對乙炔選擇加氫體系也有很大的影響，擁有更好Pd幾何結構的鈀基催化劑會表現出更好的乙炔轉化率和乙烯選擇性。

基于以上背景，本發明提出了一種氧化鋁負載的高分散鈀納米顆粒催化劑，以提高鈀基催化劑在乙炔選擇性加氫的選擇性。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種高分散鈀納米顆粒催化劑及其制備與應用。本發明制備方法工藝簡單，制得的催化劑能極大程度上提高乙炔選擇性加氫反應中的乙烯選擇性。

本發明的技術方案如下：

一種高分散鈀納米顆粒催化劑，由氧化鋁載體、鈀化合物、分散劑組成；

所述氧化鋁載體的比表面積為60-380m²/g；

所述鈀化合物為氯鈀酸、硝酸鈀、醋酸鈀、乙酰丙酮鈀、二氯二氨鈀、四氯鈀酸銨、氯鈀酸鈉或硝酸四氨合鈀，優選氯鈀酸；

所述分散劑為有機分散劑或無機分散劑，具體例如：水玻璃、甲基戊醇、十二烷基硫酸鈉、甲基纖維素、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或焦磷酸鈉，優選水玻璃或甲基戊醇，最優選水玻璃，分散劑的目的主要是極大程度上的增大鈀納米顆粒在載體中的分散度；

所述催化劑中，基于載體的質量，鈀化合物以鈀計的負載量為0.01-0.5wt％(優選0.01-0.1wt％，更優選0.01-0.03wt％)，分散劑的負載量為5-40wt％(優選10-30wt％，更優選30wt％)。

一種高分散鈀納米顆粒催化劑的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將鈀化合物溶解于溶劑中，制得鈀浸漬液；

所述鈀浸漬液中，鈀化合物以鈀計的濃度為0.001-0.01g/mL；

所述溶劑根據鈀化合物的種類而定，可以是水、鹽酸、乙醇、丙酮等，本發明對此沒有特殊要求；

(2)將分散劑溶解在溶劑中，得到分散劑溶液；

所述分散劑溶液中，分散劑的濃度為0.001-0.1g/mL；

所述溶劑根據分散劑的種類而定，可以是水、鹽酸、乙醇、丙酮或DMF等，本發明對此沒有特殊要求；