钯炭催化剂及其制备方法、应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110586081A(43)申请公布日2019.12.20(21)申请号201910850029.1(51)Int.Cl.(22)申请日2019.09.09B01J23/42(2006.01)B01J37/34(2006.01)(71)申请人浙江新和成股份有限公司B01J35/10(2006.01)地址312500浙江省绍兴市新昌县大道西B01J35/02(2006.01)路418号B82Y30/00(2011.01)申请人浙江大学B82Y40/00(2011.01)上虞新和成生物化工有限公司C07C29/17(2006.01)山东新和成药业有限公司C07C33/14(2006.01)山东新和成维生素有限公司C07C33/03(2006.01)(72)发明人王勇吕国锋马啸毛善俊C07C33/02(2006.01)王哲于丽丽李建清王柳枫C07C33/035(2006.01)李其川鲍晓冰陈宇卓毛建拥(74)专利代理机构杭州华进联浙知识产权代理有限公司33250代理人王婷婷权利要求书2页说明书12页附图5页(54)发明名称钯炭催化剂及其制备方法、应用(57)摘要本发明提供一种钯炭催化剂的制备方法，还提供一种由该制备方法所制得的钯炭催化剂及其应用。与现有技术相比，本发明通过电化学原位还原对已吸附于载体上的钯离子进行原位还原，与传统的添加还原剂或者电化学沉积的方法相比，该制备方法还原速度较快、金属钯呈薄片状，与载体之间有更多的接触面积，可以很好的阻止钯金属的迁移和脱落，稳定性较高、钯原子利用率较高、催化性能较好，同时无需在催化剂上添加其它金属就可以稳定达到较高的转化率和收率，避免了传统制备方法所带来的分离问题和钯金属回收问题。CN110586081ACN110586081A权利要求书1/2页1.一种钯炭催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将载体浸渍于钯金属前驱体溶液中，得到催化剂前体，其中，所述载体为碳材料；在碱性电解液下对所述催化剂前体进行电化学原位还原，以使钯离子被还原成金属钯，得到钯炭催化剂。2.根据权利要求1所述的钯炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述碱性电解液为氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化钙中的至少一种，所述碱性电解液的溶液浓度为0.5mol/L～3mol/L。3.根据权利要求1所述的钯炭催化剂的制备方法，其特征在于，对所述催化剂前体进行电化学原位还原包括：将所述催化剂前体与共混物按比例混合并涂覆于工作电极上，其中，所述催化剂前体与共混物的质量比为1:(50～150)。4.根据权利要求3所述的钯炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述共混物为将全氟磺酸树脂溶于水和乙醇的全氟磺酸树脂溶液，其中所述全氟磺酸树脂与水和乙醇的质量比为1：(7.6～13.3)：(200～600)。5.根据权利要求4所述的钯炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述电化学原位还原包括：在碱性电解液作用下，通过三电极系统对涂覆于工作电极上的催化剂前体进行电化学析氢测试，直至工作电极上出现析氢反应，钯离子在氢气作用下被还原成金属钯。6.根据权利要求1所述的钯炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括对所述载体进行预处理，其中所述载体包括氮掺杂的多级孔炭、活性炭、碳纳米管和碳纤维中的至少一种，所述预处理包括：酸处理，将所述载体溶于0.1摩尔/升～5摩尔/升的酸溶液中，并在70摄氏度～100摄氏度的温度下加热回流4小时～12小时，然后水洗至中性；及/或，热处理，将所述载体置于惰性气体的氛围中煅烧1小时～6小时，煅烧温度为600摄氏度～1200摄氏度；及/或，发泡法处理，将所述载体与活化剂进行混合，并在惰性气体的氛围中进行煅烧1小时～6小时，煅烧温度为500摄氏度～1200摄氏度，然后水洗至中性。7.根据权利要求6所述的钯炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述酸溶液为硫酸、盐酸或硝酸中的至少一种，所述惰性气体为氮气、氦气和氩气中的至少一种，所述活化剂为碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵和碳酸铵中的至少一种，所述活化剂的质量与所述载体的质量比为1：(1～10)。8.根据权利要求1所述的钯炭催化剂的制备方法，其特征在于，所述钯金属前驱体溶液为氯化钯溶液、醋酸钯溶液和硝酸钯溶液中的至少一种，所述钯金属前驱体溶液中钯浓度为0.01克/毫升～1克/毫升。9.一种钯炭催化剂，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述的制备方法制备而得。10.根据权利要求9所述的钯炭催化剂，其特征在于，所述钯炭催化剂包括载体以及负载于所述载体的钯金属，所述钯金属贴设于所述载体的表面，且所述钯金属的负载厚度小于等于2nm。11.一种如权利要求9或10所述的钯炭催化剂在催化加氢反应中的应用，其特征在于，所述钯炭催化剂在炔醇的选择