[發明專利]一種負載型PdAgCu三金屬納米催化劑的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202110347659.4
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113181930B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 程道建;孫晉冬;吳登峰
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J35/10;C07C7/167;C07C11/08
• 代理公司: 北京志霖律師事務所 11575
• 代理人: 張文祎

本發明公開了一種負載型PdAgCu三金屬納米催化劑的制備方法及應用，包括如下步驟：將Pd前驅體鹽溶于稀硝酸中，加入表面活性劑攪拌至完全溶解，超聲分散得Pd混合前驅體溶液；將Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;載體和Pd混合前驅體溶液在旋轉蒸發器中真空浸漬，離心洗滌，烘干，馬弗爐中焙燒制得物質A；將Ag前驅體鹽與Cu前驅體鹽溶于去離子水中，制備AgCu混合前驅體溶液；將物質A加入到AgCu混合前驅體溶液中，重復步驟2)得物質C；將物質C置于高壓釜中，高溫還原反應，獲負載型PdAgCu三金屬納米催化劑。本發明制備的負載型Pd基多金屬納米催化劑的活性組分分散性良好，大小均一，在Csubgt;4/subgt;選擇加氫反應中有良好的催化活性與選擇性。

技術領域

本發明屬于本發明屬于催化劑制備領域，尤其是涉及一種負載型PdAgCu三金屬納米催化劑的制備方法及其在C₄炔烴加氫反應中的應用。

背景技術

加氫是石化、煤化工、精細化工和環境工業的中心主題之一。在石化工業中，加氫脫氮和加氫脫硫工藝被廣泛用于脫除油品中的S、N等雜質，加氫異構化是提高汽油辛烷值的主要途徑，選擇性加氫則是乙烯、丙烯等烯烴生產過程中脫除炔烴或二烯等雜質的直接途徑。選擇性催化加氫在石油化工和精細化工領域都有廣泛的應用，但是由于催化劑的活性、選擇性等問題的影響，急需設計一些高性能、高活性的催化劑，然而催化加氫體系中催化劑的設計與制備仍然具有挑戰性。

C₄炔烴是乙烯裝置丁二烯抽提過程中的副產物，其中炔烴(如乙烯基乙炔與丁炔)濃度較高(質量分數＞35％)，易聚合爆炸，必須先用丁烯、丁烷稀釋到安全范圍后才能排放火炬或低價出售，因此造成較大的資源浪費和環境污染。隨著裂解深度及裂解技術等因素的影響，裂解碳四餾分中炔烴含量呈增加趨勢，導致抽提過程中丁二烯的損失增大、能耗增加。同時隨著有機合成工業技術的發展，對丁二烯中炔烴含量的限制更加嚴格，這些因素均導致丁二烯抽提裝置的經濟性變差。采用選擇加氫除炔技術將C₄炔烴選擇加氫為丁二烯、丁烯或烷烴，其中，1，3-丁二烯是合成橡膠的重要單體，丁烯又是生成甲基叔丁基醚(簡稱MTBE)或烷基化的原料，而丁烷又可以返回乙烯裝置作為裂解的原料。C₄炔烴選擇加氫技術不僅可以避免炔烴的排放，大幅降低裝置運行的安全風險，還可以回收丁二烯、丁烯或烷烴，提高裝置的經濟性。

隨著催化加氫技術的發展，安全風險與資源浪費問題都得到了很好的解決，選擇加氫技術的應用不僅提高了過程的經濟效益，同時也降低了安全風險。在C₄炔烴選擇加氫過程中，催化劑的選擇尤為重要，要保證其在一定催化活性的基礎上再進一步提高選擇性。其中鈀(Pd)催化劑是近年來備受關注的高效加氫反應催化劑，已成為催化領域的重要研究熱點之一。Pd催化劑雖然在C₄加氫反應中有較高的活性，但是其選擇性較低，造成過度加氫生成大量副產物而限制了其在工業生產中的大規模應用。而Cu基催化劑，該催化劑在C₄炔烴加氫反應中有較高的選擇性，但因為Cu基催化劑的使用壽命和催化活性較低而難以滿足工業要求。經研究發現助劑Ag改變了Pd在催化劑上的幾何分布和電子結構，降低了Pd分散度，減少了催化劑表面低配位活性中心的數量，降低了Pd活性位對烯烴的吸附強度，從而提高了催化劑的丁二烯加氫活性，同時也降低了Pd催化劑的流失，提升了壽命。

基于以上背景，通過助劑改性進一步提升Pd催化劑在C₄加氫反應中的壽命、催化活性與選擇性是非常重要的研究課題；本發明提出了一種負載型PdAgCu三金屬納米催化劑的制備方法，以提高Pd基催化劑在C₄加氫反應中的催化性能。

發明內容