钯碳催化剂
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钯碳催化剂的主要用途1. 引言钯碳催化剂是一种常用的催化剂,由负载了钯(Pd)金属颗粒的活性炭组成。
它在多个领域有着广泛的应用,包括有机合成、环境保护、能源转换等。
本文将对钯碳催化剂的主要用途进行详细介绍。
2. 有机合成中的应用钯碳催化剂在有机合成中扮演着重要的角色。
它在各种反应中可用作催化剂和催化载体,有效促进反应的进行。
下面将介绍几个有机合成中常见的应用。
2.1 氢化反应钯碳催化剂在氢化反应中被广泛使用。
氢化是一种将不饱和化合物还原为饱和化合物的重要反应。
钯碳催化剂作为催化剂,能够有效催化氢气与不饱和化合物的反应,使其发生氢化反应,得到目标化合物。
这种反应广泛用于有机合成中,尤其是药物合成中。
2.2 歧化反应另一个重要的应用是钯碳催化剂在歧化反应中的应用。
歧化反应是将一个分子转化为两个或多个不同的产物的反应。
钯碳催化剂可以在歧化反应中作为催化剂,促进反应的进行。
这种反应广泛用于制备复杂化合物以及天然产物的合成中。
2.3 跨偶联反应跨偶联反应是一种将两个不同的有机分子通过形成化学键连接起来的反应。
钯碳催化剂在跨偶联反应中被广泛使用。
它能够催化芳香化合物和有机卤化物之间的偶联反应,产生非常有用的芳香化合物。
这种反应在药物合成和化学材料领域有着重要的应用。
3. 环境保护中的应用钯碳催化剂在环境保护领域中也有着重要的应用。
下面将介绍几个典型的环境保护中的应用。
3.1 废水处理钯碳催化剂可以催化废水中的有机物氧化降解。
它能够将有机废水中的有害物质转化为无害物质,从而达到净化废水的目的。
这种方法具有高效、环保、经济的特点,被广泛应用于工业废水处理中。
3.2 大气污染治理钯碳催化剂也可以被用于大气污染治理中。
例如,它可以催化一氧化碳(CO)的氧化反应,将有害的一氧化碳转化为二氧化碳(CO2)。
这种方法可以用于净化汽车尾气和工业废气,降低环境中有害气体的浓度。
4. 能源转换中的应用钯碳催化剂在能源转换中也有着重要的应用。
钯碳催化剂制备方法嘿,朋友们!今天咱就来好好唠唠钯碳催化剂的制备方法。
你说这钯碳催化剂啊,就像是化学反应里的小精灵,能让好多反应顺顺利利地进行呢!那怎么把它给弄出来呢?先来说说浸渍法吧。
就好像是给一块海绵吸满水一样,把钯的化合物溶液“浇”在活性炭上,让活性炭把那些钯化合物“吸”进去。
然后经过一系列处理,嘿,钯碳催化剂就有了雏形啦!这过程就像是在给活性炭做一次特别的“美容”,让它摇身一变,变得超级厉害。
再讲讲沉淀法。
想象一下,就像是在空中撒下一些神奇的粉末,然后这些粉末慢慢沉淀下来,和活性炭结合在一起。
通过一系列巧妙的操作,钯就乖乖地呆在活性炭上啦,成为了我们需要的催化剂。
还有还原法呢!这就像是一场神奇的变身秀,把一些含钯的物质通过一些手段进行还原,让钯变成我们想要的样子,再和活性炭凑在一起,就成啦!你可能会问,这制备起来难不难呀?嗯,确实需要一些技巧和耐心呢。
就好比做菜,得掌握好火候、调料的量,才能做出美味的菜肴。
制备钯碳催化剂也是一样,每个步骤都要精心对待,不能马虎。
制备过程中还得注意好多细节呢。
比如溶液的浓度呀,温度呀,反应时间呀,这些都像是一个个小关卡,得一个个闯过去才行。
要是有一个地方没弄好,可能就达不到我们想要的效果啦。
有人可能会说,哎呀,这么麻烦呀!但你想想呀,有了这钯碳催化剂,好多化学反应才能更好地进行,能给我们带来好多好处呢!就像盖房子,打牢了地基,房子才能稳稳当当的呀。
所以呀,可别小瞧了这钯碳催化剂的制备方法。
它就像是打开化学反应宝库的一把钥匙,让我们能在化学的世界里尽情探索。
虽然过程可能有点复杂,但当你看到成功制备出的钯碳催化剂时,那种成就感呀,真是没法形容!总之呢,钯碳催化剂的制备方法是一门有趣又很有挑战性的学问。
需要我们用心去钻研,去尝试。
只要我们认真对待,就一定能掌握这门神奇的技术,让钯碳催化剂为我们的生活和科学研究发挥更大的作用!。
钯碳催化剂的主要用途钯碳催化剂是一种重要的催化剂,具有广泛的应用领域。
本文将重点介绍钯碳催化剂的主要用途,以便更好地了解其在各个领域中的作用。
钯碳催化剂在有机合成领域中发挥着重要作用。
由于其高催化活性和选择性,钯碳催化剂被广泛应用于有机化学合成反应中,如Suzuki反应、Heck反应、Sonogashira反应等。
这些反应在药物合成、材料科学等领域都具有重要意义,而钯碳催化剂的使用可以提高反应的效率和产率,减少副反应的生成,从而在有机合成领域中发挥重要作用。
钯碳催化剂在环境保护领域中也有重要应用。
由于其高效率和环境友好性,钯碳催化剂被广泛应用于废水处理、废气处理、垃圾焚烧等环境治理领域。
例如,钯碳催化剂可以将废水中的有机污染物转化为无害的物质,净化水质;同时,在废气处理中,钯碳催化剂可以将有害气体转化为无害物质,减少大气污染。
因此,钯碳催化剂在环境保护领域中起着至关重要的作用。
钯碳催化剂在能源领域中也有着重要的应用。
随着全球能源需求的不断增加,新能源的开发和利用已成为当今世界面临的重要挑战。
钯碳催化剂作为一种高效的催化剂,被广泛应用于燃料电池、水电解、光催化等能源领域。
其中,钯碳催化剂在燃料电池中的应用尤为突出,可以提高燃料电池的效率和稳定性,推动新能源技术的发展。
因此,钯碳催化剂在能源领域中具有重要的意义。
总的来说,钯碳催化剂具有广泛的应用领域,包括有机合成、环境保护、能源等多个领域。
其高效率、环境友好性和广泛适用性使其成为当今世界上最重要的催化剂之一。
通过深入了解钯碳催化剂的主要用途,可以更好地发挥其在各个领域中的作用,促进科学技术的发展,推动社会的进步。
希望本文能够帮助读者更好地了解钯碳催化剂的重要性和应用前景,促进相关领域的研究和应用。
钯碳金属催化
钯碳(Pd/C)是一种常用的金属催化剂,由钯和活性炭组成。
它具有高催化活性和选择性,在有机合成中广泛应用。
钯碳催化剂被广泛应用于氢化、加氢解酰基、加氢脱氨、加氢去卤等反应中。
它在催化剂中的钯原子起到催化作用,活性炭则起到载体的作用,提供表面积和孔隙结构,增加反应物与催化剂的接触面积和反应活性。
钯碳催化剂具有以下优点:
1. 高催化活性:钯具有较高的催化活性和选择性,在许多重要的有机反应中展现出良好的催化效果。
2. 易于使用:钯碳催化剂可以方便地制备和处理,并且反应条件较为温和。
3. 可再生性:钯碳催化剂可以通过再氢化和再激活等方法进行再生,提高催化剂的使用寿命和降低成本。
然而,钯碳催化剂也存在一些限制:
1. 钯价格较高:由于钯的稀缺性和昂贵的生产成本,钯碳催化剂较为昂贵,限制了其在一些大规模应用中的使用。
2. 钯催化剂对空气敏感:钯碳催化剂对水、氧气和空气中的其他成分敏感,容易被氧化或失活,需要在惰性气氛或干燥条件下运用。
钯碳催化剂的应用范围很广,可以应用于有机合成中许多重要的反应,例如氢化反应、Suzuki偶联反应、Heck反应、还原
反应等。
它在药物合成、材料科学、环境保护等领域也具有重要的应用价值。
钯碳催化氢化的基团在化学工业中,钯碳催化剂是一种非常重要的物质,它在许多化学反应中发挥着关键作用,尤其是氢化反应。
本文将详细探讨钯碳催化氢化的基团,帮助读者更好地理解这一过程。
一、钯碳催化剂概述钯碳催化剂是一种由钯和碳组成的催化剂,它在许多化学反应中广泛应用。
由于钯具有优异的加氢活性和选择性,因此钯碳催化剂在氢化反应中特别重要。
在化学反应中,钯碳催化剂可以加速反应速度,提高产物的选择性,降低副反应的发生。
二、钯碳催化氢化的基团种类1. 烯烃基团烯烃基团是指含有碳碳双键的烃类化合物。
在钯碳催化氢化反应中,烯烃基团可以被有效地氢化成相应的醇。
这一过程通常在温和的条件下进行,并且具有高选择性和高收率的特点。
例如,丙烯在钯碳催化下可以完全氢化成丙醇。
2. 炔烃基团炔烃基团是指含有碳碳三键的烃类化合物。
在钯碳催化氢化反应中,炔烃基团可以被有效地还原成相应的烯烃或烷烃。
这一过程同样具有高选择性和高收率的特点。
例如,乙炔在钯碳催化下可以被氢化成乙烯或乙烷。
3. 硝基基团硝基基团是指含有硝基的化合物。
在钯碳催化氢化反应中,硝基基团可以被还原成氨基或羟基。
这一过程在工业上非常重要,因为硝基化合物是一种常见的化工原料,而氨基或羟基是合成许多有机化合物的关键基团。
例如,硝基苯在钯碳催化下可以被氢化成苯胺或苯酚。
4. 羰基基团羰基基团是指含有羰基的化合物。
在钯碳催化氢化反应中,羰基基团可以被还原成相应的醇或羟胺。
这一过程对于合成许多有机化合物非常重要。
例如,丙酮在钯碳催化下可以被氢化成丙醇或羟胺。
5. 腈基基团腈基基团是指含有腈基的化合物。
在钯碳催化氢化反应中,腈基基团可以被还原成相应的胺或醇。
这一过程在有机合成中具有重要意义,因为腈基化合物是一种常见的化工原料,而胺或醇是合成许多有机化合物的关键基团。
例如,丙烯腈在钯碳催化下可以被氢化成丙烯胺或丙醇。
三、影响钯碳催化氢化反应的因素1. 温度:温度对钯碳催化氢化反应的影响非常大。
回收废钯碳催化剂厂家排名前十废钯碳催化剂是一种具有高金属含量的废弃物,其中含有大量的钯元素。
钯是一种重要的贵金属,具有广泛的应用领域,如化工、医药、电子等行业。
因此,回收废钯碳催化剂成为一项急需解决的环保问题。
在废钯碳催化剂回收行业中,有许多生产厂家,下面将介绍排名前十的厂家。
1. XX回收厂XX回收厂是国内废钯碳催化剂回收行业的知名企业,具有雄厚的技术实力和专业的回收团队。
厂家拥有先进的回收设备和完善的回收流程,能够高效地回收废钯碳催化剂,并实施有效的金属分离和精细化处理。
2. XY回收厂XY回收厂在废钯碳催化剂回收领域也享有很高的声誉。
厂家拥有先进的回收技术和设备,并采用环保的回收方法,最大程度地减少对环境的影响。
此外,XY回收厂的服务质量也备受赞誉,能够提供全方位的回收解决方案,满足客户的不同需求。
3. XZ回收厂XZ回收厂是一家专业从事废钯碳催化剂回收的厂家。
厂家拥有丰富的回收经验和专业的技术团队,能够准确判断废钯碳催化剂中的钯含量,并实施高效的回收处理。
XZ回收厂注重与客户的合作,致力于为客户提供高品质的回收服务。
4. YY回收厂YY回收厂在废钯碳催化剂回收行业中具有较高的知名度和市场份额。
厂家拥有先进的设备和技术,能够快速、高效地回收废钯碳催化剂,并确保回收率和质量。
YY回收厂注重科技创新,不断提升回收技术和工艺,为客户提供更好的回收解决方案。
5. YZ回收厂YZ回收厂是一家专业从事废钯碳催化剂回收的企业,具有多年的回收经验和技术积累。
厂家拥有完善的回收流程和先进的设备,能够准确分离废钯碳催化剂中的钯元素,并提供高品质的回收产品。
YZ回收厂的服务态度良好,深受客户的信赖和好评。
6. ZZ回收厂ZZ回收厂是废钯碳催化剂回收行业的领军企业之一。
厂家拥有专业的回收团队和先进的设备,能够高效地回收各类废钯碳催化剂,并实现资源的最大化利用。
ZZ回收厂的回收技术和质量得到业内的广泛认可,为客户提供了稳定可靠的回收服务。
钯碳中毒原因
钯碳中毒是指在催化剂中使用的钯碳(Pd/C)催化剂吸附或结合了有毒物质,导致其催化性能下降或失效的现象。
以下是几种可能导致钯碳中毒的原因:
1. 酸性条件:在酸性条件下,钯碳催化剂容易被酸性物质腐蚀,从而导致中毒。
例如,酸性条件下的硫化氢(H2S)或硫酸(H2SO4)可能与钯碳催化剂发生反应,导致中毒。
2. 氧化剂:氧化剂如过氧化氢(H2O2)或高浓度的氧气可能氧化钯碳催化剂,导致其活性降低或失效。
3. 水分:钯碳催化剂对水分敏感,高湿度环境下会导致钯碳中毒。
水分可能与钯碳表面的活性位点竞争吸附,降低催化剂的活性。
4. 毒性物质:某些有毒物质,如硫化物、氯化物、氰化物等,可能与钯碳催化剂发生反应,形成不活性的化合物,导致催化剂中毒。
为避免钯碳中毒,可以注意以下几点:
- 避免使用酸性条件下的钯碳催化剂,或采取措施保护催化剂免受酸性物质的腐蚀。
- 避免暴露在高浓度的氧化剂下,以防止钯碳催化剂的氧化。
- 控制催化反应环境的湿度,避免过高的湿度。
- 避免与有毒物质接触,或采取适当的措施防止有毒物质与钯碳催化剂发生反应。
钯碳催化剂cas号
钯碳催化剂(Palladium Carbon Catalyst)是一种广泛应用于加氢、脱氢、氧化等化学反应的催化剂,由于钯具有优异的催化性能,使得钯碳催化剂在化工、医药、燃料等领域得到广泛应用。
钯碳催化剂的CAS号是12421-78-0,CAS号是美国化学文摘服务社为化学物质制定的登记号,是独一无二的,可以用于识别具体的化学物质。
钯碳催化剂的制备方法有多种,其中最常用的是浸渍法。
浸渍法是将活性炭载体浸入含有钯盐和其他添加剂的溶液中,经过吸附、洗涤、干燥、焙烧等工序后得到钯碳催化剂。
浸渍法具有操作简单、制备方便、活性组分含量高等优点,是制备钯碳催化剂的重要方法之一。
钯碳催化剂的活性组分是钯,其含量直接影响催化剂的催化性能,因此制备过程中需要严格控制钯盐的用量和浸渍工艺参数,以保证得到高活性、高稳定性的催化剂。
此外,为了提高钯碳催化剂的催化性能和稳定性,通常需要添加一些助剂,如表面活性剂、分散剂、稳定剂等。
这些助剂的作用是改善活性炭载体的表面性质、促进钯盐的分散和防止催化剂失活等。
在使用过程中,钯碳催化剂会受到一些因素的影响,如反应温度、压力、反应物浓度等。
因此,需要根据具体的反应条件选择合适的催化剂和工艺参数,以保证化学反应的顺利进行和产物的质量。
总的来说,钯碳催化剂是一种重要的化学反应催化剂,其制备和应用需要综合考虑多种因素。
了解其CAS号可以帮助我们更好地识别和跟踪具体的化学物质,对于化学研究和工业生产都具有重要意义。
釜式加氢催化剂钯碳催化剂什么是釜式加氢催化剂钯碳催化剂?釜式加氢催化剂钯碳催化剂是一种常用于石化工业中的催化剂。
它由钯和碳组成的复合材料,通常以粉末的形式存在。
钯是一种贵金属,具有良好的催化活性和稳定性,而碳是一种廉价且易得到的材料,可以提供催化剂的稳定性和机械强度。
通过将钯和碳充分混合,然后经过高温烧结和活化处理,来制备釜式加氢催化剂钯碳催化剂。
釜式加氢催化剂钯碳催化剂的应用釜式加氢催化剂钯碳催化剂广泛应用于石化工业中的加氢反应过程中。
加氢反应是一种将氢气与有机化合物反应,将其转化为较为稳定的化合物的过程。
加氢反应在石化工业中有着重要的应用,例如将石油中的烯烃转化为烷烃,降低其不稳定性和腐蚀性。
同时,加氢反应还可以用于深度脱硫和脱氧等工艺,提高产品的质量。
釜式加氢催化剂钯碳催化剂的性能釜式加氢催化剂钯碳催化剂具有很高的表面活性和催化活性。
钯作为催化剂的主要成分,可以提供丰富的表面活性位点,有利于反应物分子的吸附和活化。
此外,钯还具有良好的化学稳定性,可以提高催化剂的耐受性和寿命。
碳在催化剂中的作用是提供催化剂的机械强度和稳定性,避免其在加氢反应过程中的断裂和损坏。
制备釜式加氢催化剂钯碳催化剂的步骤制备釜式加氢催化剂钯碳催化剂主要包括以下几个步骤:1. 原料选择:选择优质的钯和碳材料作为制备催化剂的原料。
钯通常采用粉末形式,而碳则可以是活性炭或石墨粉等形式。
2. 材料混合:将钯和碳材料按照一定的比例混合均匀。
混合的目的是确保钯和碳的充分接触和相互作用,以增强催化剂的催化性能。
3. 烧结处理:将混合材料放入高温炉中,在氮气或氩气气氛下进行烧结处理。
烧结主要是提高催化剂的颗粒强度和结构稳定性,以便在高温和高压下进行加氢反应。
4. 活化处理:将烧结后的样品放入氢气气氛中进行活化处理。
活化主要是通过在催化剂表面吸附氢气,使其形成金属氢化物,增加催化剂的催化活性。
5. 表征与测试:对制备好的釜式加氢催化剂钯碳催化剂进行表征与测试,包括表面积、孔隙结构、化学组成等方面的检测,以评估催化剂的性能和催化活性。
钯炭催化剂英文名称:Palladium-carbon catalyst中文名称:钯炭催化剂钯——化学符号Pd ,就是银白色金属,较软,有良好的延展性与可塑性,能锻造,压延与拉丝。
块状金属钯能吸收大量氢气,使体积显著胀大,变脆乃至破裂成碎片。
钯炭催化剂就是将金属钯负载到活性炭里形成负载型加氢精制催化剂,用于精制处理对苯二甲酸原料,生产精制对苯二甲酸。
钯炭催化剂已经先后在不同工艺的PTA(精对苯二甲酸)装量,如北京燕山、上海石化、辽阳石化、洛阳石化与天津石化等炼化企业,成功进行了工业应用。
其主要技术指标:项目SAC-05外观椰壳片状钯含量% 0、48-0、52粒度(4-8目)% ≥95压碎强度N ≥40比表面积m2/g 1000-1300堆密度g/ml 0、4-0、5磨耗% ≤1反应收率% ≥99钯碳的作用钯碳就是一种催化剂,就是把金属钯粉负载到活性碳上制成的,主要作用就是对不饱与烃或CO的催化氢化。
具有加氢还原性高、选择性好、性能稳定、使用时投料比小、可反复套用、易于回收等特点。
广泛用于石油化工、医药工业、电子工业、香料工业、染料工业与其她精细化工的加氢还原精制过程。
钯碳的提纯钯合金可制成膜片(称钯膜)。
钯膜的厚度通常为0、1mm左右。
主要于氢气与杂质的分离。
钯膜纯化氢的原理就是,在300—500℃下,把待纯化的氢通入钯膜的一侧时,氢被吸附在钯膜壁上,由于钯的4d电子层缺少两个电子,它能与氢生成不稳定的化学键(钯与氢的这种反应就是可逆的),在钯的作用下,氢被电离为质子其半径为1、5×1015m,而钯的晶格常数为3、88×10-10m(20℃时),故可通过钯膜,在钯的作用下质子又与电子结合并重新形成氢分子,从钯膜的另一侧逸出。
在钯膜表面,未被离解的气体就是不能透过的,故可利用钯膜获得高纯氢。
虽然钯对氢有独特的透过性能,但纯钯的机械性能差,高温时易氧化,再结晶温度低,易使钯管变形与脆化,故不能用纯钯作透过膜。
摘要:Pd/C催化剂的研究开发情况,包括催化剂性能及催化剂制备工艺。
着重介绍了该催化剂性能改进、催化剂栽体活性炭的预处理工艺以及浸渍溶液中添加辅助溶液的研究进展。
关键词:Pd/C催化剂;制备技术钯炭催化剂催化活性高、选择性好,在石油化工、精细化工和有机合成中占有举足轻重的地位。
自从1872年发现钯炭对苯环上的硝基加氢还原反应具有催化作用以来,钯炭催化加氢以其流程简、转化率高、产率高和三废少等优点,引起了国内外极大的关注,相继有大量的专利及文献报道[1]。
在现今炼油、石油化工等工业催化反应中, 有很多的钯催化反应, 尤其是氢化反应中的选择加氢, 以及氧化反应中选择氧化生产乙醛、醋酸乙烯、甲基丙烯酸甲酯, 均广泛采用和开发钯催化剂。
对石油重整反应, 钯也是常选取的催化剂组分之一。
在脱氢反应和异构化反应中, 虽多数应用贵金属催化剂, 但主要是Pt , 直接用钯的不多。
在NO x催化处理研究中, 负载贵金属类催化剂是最早研究和开发的, 并在实际应用方面也取得了相当大的进展[ 2] 。
由于贵金属类催化剂存在价格昂贵、活性温度范围窄和有氧存在时容易失活等缺点, 应用上受到一定的限制。
因此开发这类催化剂的代用品是目前环保催化研究中的热门课题, 使用少量Pd的催化剂被认为是最富有潜力的[ 3] 。
在开发Pd-基催化剂的过程中, 使用活性炭为载体具有独特的意义。
这不仅因为活性炭具有大的表面积、良好的孔结构用丰富的表面基团, 同时还有良好的负载性能和还原性, 而后者在消除NO x的过程中又是不可缺少的。
可以设想, 当催化剂负载在活性炭上时, 一方面有可能制得高分散的催化系, 另一方面炭能作为还原剂参与反应, 提供一个还原环境, 降低反应温度并提高催化剂活性。
炭催化剂的研究现状钯炭催化剂是催化加氢最常用的催化剂,广泛适用于双键、硝基、亚硝基和羰基加氢等领域。
活性炭具有大的表面积、良好的孔结构、丰富的表面基团,同时有良好的负载性能和还原性,当钯负载在活性炭上,一方面可制得高分散的钯,另一方面活性炭能作为还原剂参与反应,提供一个还原环境,降低反应温度和压力,并提高催化剂活性。
一般采用浸渍法[4]制备钯炭催化剂,包括载体预处理、活性金属浸渍、还原等步骤。
在Pd/C催化剂的开发和改进中,比较成功的有美国Amoco公司、StandardOilCompany(标准石油公司)、EngelhardCoporation(恩格哈德公司)、德国Sod—ChemicMtSRL公司和意大利ChimetCoporation公司等。
国内P 加氢精制催化剂的开发始于20世纪80年代中期,主要单位有中国石化上海石化科技开发公司、西北有色金属研究院和南化集团研究院等。
只有中国石化上海石化科技开发公司生产的CTP一Ⅲ型催化剂进行工业应用,已进入工业化阶段。
钯碳的作用钯碳是一种催化剂,是把金属钯粉负载到活性碳上制成的,主要作用是对不饱和烃或CO的催化氢化。
具有加氢还原性高、选择性好、性能稳定、使用时投料比小、可反复套用、易于回收等特点。
广泛用于石油化工、医药工业、电子工业、香料工业、染料工业和其他精细化工的加氢还原精制过程。
Pb\C的制备活性碳载体的预处理活性炭由于其本身的高比表面积和高吸附性能,在化工生产中有着广泛的用途,特别是以活性炭做载体制备Pd/C催化剂。
载体的性质在很大程度上影响活性金属在催化剂中的含量、分散度、负载的均匀程度和牢固程度等因素,从而影响催化剂活性以及其他催化剂性能指标。
活性炭表面积的大小对催化剂活性有重要影响,较大的比表面有利于钯晶粒在载体内、外表面的分散,从而增大了反应物分子与活性中心的接触,有利于反应物分子的吸附、扩散、脱附,提高了反应速率。
但是当载体比表面积过大时,由于活性组分的分散度高,可能使单位表面上的活性中心数目减少,从而使活性下降。
载体碳的酸处理活性炭的灰分较高,一般用酸洗涤,大大降低活性炭载体的灰分含量(特别是通过除去碱土金属和重金属化合物),又使载体的表面官能化,这两种性能对所催化的化学反应和产物的选择性都有有利影响。
用氢氧化钠处理载体,因化学清洗作用和酸碱中和反应,活性炭表面的酚羟基、内酯基和羰基浓度随之发生变化。
活性炭的表面羧基在酸性或中性溶液中离解生成OH-,使溶液pH值升高至碱性,这有利于PdCl42-与按沉淀机理吸附在活性炭表面上。
厉嘉云[5]提出经盐酸、氢氧化钠溶液或氨水处理的活性炭表面金属钯的平均粒径从大到小顺序为:Pd/C(HCl)、Pd/C(NaOH)、Pd/C(NH3·H2O)、Pd/C(未处理)。
而Radkevich等认为,钯分散度随着载体上官能团碱性的增强而增大。
经一NH2改性的活性炭为载体的Pd催化剂比酸性含氧基团改性的呈现更高的金属分散度,在氢气氧化中表现出更高的催化活性。
载体碳的氧化处理钯盐在还原前先改变成不可溶化合物,避免金属盐自溶液被还原成金属时常会发生的晶体迁移和长大的问题。
一般添加氧化剂对活性炭进行氧化预处理,一是对活性炭中的一些杂质进行选择性氧化,使其变成可溶性盐而除去,二是增加活性炭表面的—COO—(羧基)基团,破坏活性炭表面上的还原性基团,使钯金属更易于在载体表面上的均匀分布,而且可以防止钯金属吸附时的直接还原,有效抑制贵金属晶粒度的增大,可以采用过氧化氢和次氯酸钠作为氧化剂。
艾伯斯·P等提出,采用一种氧化剂如过氧化氢,在钯盐被炭还原前先进行水解,这样改善了钯的分布,获得了高活性催化剂。
黄伟等采用过氧化氢与次氯酸钠的混合物作为氧化剂对活性炭进行氧化处理,改善了催化剂中钯的吸附及钯在载体表面的均匀分布。
载体碳的热处理1974年,英国石油公司开发成功含石墨的活性炭_2,其负载的金属原子可排在石墨的网状组织中,有良好的分散性和稳定il生。
石墨具有更强的传输电子能力和更稳定的结构,因此,以石墨化的活性炭作载体具有比活性炭更优良的性能。
1990年,英国石油公司与凯洛格公司联合,实现了石墨化活性炭负载钌基氨合成催化剂的工业应用热处理是为了提高活性炭的强度,经过真空高温处理,使之部分石墨化。
曹峻清等提出,石墨化程度控制在3()%以下,并除去少量有机杂质,处理时的真空度为1.013×3-10~1.013×4-10Pa,温度300~1500℃,升温速度5℃·rain1-,保温20—50h, 真空下缓慢降至室温出炉,处理后的比表面积为900~15002m·1-g,孔容0.02~1.20mL·1-g。
采用此方法使催化剂活性组分粒度大小适宜,分布均匀。
阿纳托利·乌拉帝米若维奇·若曼尼恩科等提出,若载体石墨化程度大于20%,则制备的催化剂钯晶粒度小于3.5nm,钯均匀分布在距离载体表面距离为其半径的1%~30%,形成均匀的蛋壳分布,这种分布有助于提高催化剂活性。
其他预处理方法使用饱和EDTA·2Na溶液预处理活性炭后,在钯负载量降低的情况下,可实现活性炭表面金属钯呈大粒径、窄分布[6]。
将经酸洗后的活性炭用卤化钾和亚硝酸钠进行浸渍处理,利用卤素离子和亚硝酸根离子与钯和活性炭表面较好的亲和作用,增强前驱物与载体的相互作用,遏制还原过程中钯晶粒迁移长大,从而提高钯的分散度及微晶含量[7]。
浸渍在浸渍过程中,由于存在着溶质迁移、扩散及竞争吸附等现象,活性组分在载体上会产生各种不同分布的状况。
对于钯炭催化剂,活性组分主要浓集在载体的外表层上。
这种蛋壳型分布是很有意义的,因为它使得活性相更容易接近反应物,这不仅对活性和选择性很重要,而且可以降低贵金属催化剂的金属含量[8]。
显然,这对粉末状催化剂影响不大,与颗粒状和小球形催化剂高度相关。
钯炭催化剂更显著的表层分布也会使磨损导致钯流失的危险性更高,造成快速失活,活性组分钯在载体内部具有一定的渗透深度,更有助于提高催化剂的活性及寿命。
通过调节浸渍液组成、浸渍时间、浸渍液浓度及老化时间,可控制钯在载体上渗入深度的分布[9]。
还原还原方法是影响催化剂上活性金属颗粒大小的主要因素,而表面金属含量和金属颗粒大小会很大程度上影响催化剂的活性。
张曙东[10]等指出Pd(acac)2作前驱体,采用氢气干法还原方式制备的钯炭催化剂活性较好,Pd(acac)2在300℃以上分解为Pd0和Pd的氧化态,在氢气氛围下,氧化态的Pd被还原为Pd0,同时氢气的存在能抑制一些积炭现象,Pd晶粒表面以洁净的形式存在。
由于乙酰丙酮钯配合物较为稳定,当采用水合肼和氢气湿法还原方式时,只能使部分Pd2+转变为Pd0。
而采用在氮气保护下加热分解的活化方式,Pd(acac)2主要分解为Pd0和Pd的氧化态,但是氮气保护下炭载乙酰丙酮在较高温下分解,易产生积炭将钯晶粒部分包裹或与部分钯原子杂合,阻碍了Pd晶粒与反应物的结合,影响了Pd/C催化剂的催化活性。
湿法还原法的缺点是制得的催化剂的粒径较大,因此得到的催化剂的性能较差。
若采用加碱性试剂使金属盐水解,再加还原剂还原的一步法制备催化剂,不仅可形成小尺寸的金属微晶,还能简化制备工艺。
炭催化剂制备方法1. 浸渍法浸渍法是制备催化剂的最简便的方法,也是工业上最常用的方法。
多数情况下使用活性组分的易溶于溶剂的盐类或其他化合物的溶液与载体接触,这些盐类或化合物负载在载体表面上以后,通过加热使溶剂挥发掉,再经焙烧或用还原剂使催化剂活化[11]。
2. 浸渍沉淀法浸渍沉淀法是许多贵金属浸渍型催化剂常用的方法。
由于浸渍液多用氯化物的盐酸溶液(如氯钯酸),浸渍液在吸附达到平衡后,再加入氢氧化钠或碳酸钠溶液,用盐酸中和,从而使氯化物转换为氢氧化物沉淀于载体的内孔和表面。
此法有利于氯离子的洗净脱除,并可使生成的贵金属化合物在较低的温度下用肼、甲醛和过氧化氢等含氢化合物水溶液进行预还原。
此条件下所制得的活性组分贵金属易于还原,且粒子较细,不产生高温焙烧分解氯化物时造成的污染[12]。
3. 离子交换法离子交换法制备催化剂是利用载体表面存在着可以进行交换的离子,将活性组分通过离子交换负载在载体上,再经过洗涤、还原等制成负载型金属催化剂。
以离子形式引入活性组分,能更好地提高颗粒大小的均一性,并适用于制备高分散、大表面积、均匀分布的负载型金属或金属离子催化剂,尤其适用于低含量、高利用率金属催化剂的制备。
离子交换方法制备碳材料负载钯催化剂,目前文献仅对带负电的载体和金属阳离子交换法有介绍,应用广泛的正电前驱体是钯的胺类络合物。
通常用两种形式的前驱体Pd(NH3)4(N03)2和Pd(NH3)4Cl2络合物[13]。
4. 化学气相沉积法化学气相沉积法与润湿法相比有许多优点:(1)通过载体表面基团与适宜的可挥发性有机金属前驱体的气相的反应使活性物质发生直接有效的沉积;(2)避免了浸渍过程的许多步骤,如:洗涤、干燥、煅烧以及还原;(3)避免了在锻烧和还原步骤中由于高温而引起的金属分散度的变化。