本發(fā)明涉及一種貴金屬催化劑的制備工藝，具體涉及一種球形中孔炭基貴金屬催化劑的制備工藝。
背景技術(shù)：
貴金屬催化劑由于能改變化學(xué)反應(yīng)速度而本身又不參與反應(yīng)，因此在催化劑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，幾乎所有的貴金屬比如鉑、鈀、銠、銀、釕都可用作催化劑，它們的d電子軌道都未填滿，表面易吸附反應(yīng)物，且強(qiáng)度適中，利于形成中間“活性化合物”，具有較高的催化活性，同時(shí)還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等綜合優(yōu)良特性，成為最重要的催化劑材料。
活性炭作為一種優(yōu)良的催化劑載體被廣泛應(yīng)用于催化劑各個(gè)領(lǐng)域，其經(jīng)酸堿預(yù)處理后表面可負(fù)載一種或多種金屬催化劑，是優(yōu)化各種金屬催化劑性能的有效方法之一。例如，CN102658133A(公開日為2012年09月12日)公開了一種活性炭負(fù)載貴金屬催化劑的制備方法，其將活性炭載體浸泡在乙二胺四乙酸二鈉鹽水溶液中預(yù)處理，然后將預(yù)處理后的活性炭載體與水混合制成炭漿液，將含貴金屬的硝酸鹽溶液或氯化鹽水溶液加入到炭漿液中，25～90℃攪拌2～6h，再在25～80℃條件下加入堿性水溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值至6～9，25～80℃保溫?cái)嚢?.5～4h，獲得漿液，漿液后處理，獲得所述活性炭負(fù)載貴金屬催化劑，避免在活性炭載體預(yù)處理過程中使用酸堿，環(huán)境友好，催化劑制備過程中不添加助催化劑。
雖然上述現(xiàn)有技術(shù)能夠滿足一定的需要，但這些現(xiàn)有技術(shù)仍存在一定的缺陷：比如貴金屬在活性炭上的分散效果差，導(dǎo)致貴金屬的催化性能低下，使用壽命短。
因此，對(duì)于炭基貴金屬催化劑存在進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化需求，這也是該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)之一，更是本發(fā)明得以完成的動(dòng)力和出發(fā)點(diǎn)所在。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明人在進(jìn)行了大量的研究之后，從而提供了一種球形中孔炭基貴金屬催化劑的制備工藝，通過本發(fā)明提供的方法使得貴金屬不僅在活性炭上的分散效果增強(qiáng)，提高了貴金屬的催化性能和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而且更牢固更持久，延長(zhǎng)了使用壽命。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，具體而言，涉及一種球形中孔炭基貴金屬催化劑的制備工藝，包括以下步驟：
步驟一，采用反相懸浮聚合法或/和硬模板法制備孔結(jié)構(gòu)可控的球形中孔炭，所述球形中孔炭的比表面積在362-780m2/g之間，孔徑在4-7nm之間，孔容在1.56-3.89cm3/g之間；
步驟二，將所述球形中孔炭作為載體進(jìn)行擔(dān)載鈀貴金屬，先在硝酸鹽水溶液中加入鈀貴金屬，再將所述球形中孔炭加入到所述硝酸鹽水溶液中，接著加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度為30％的雙氧水，然后在45～52℃下攪拌1～5h，再調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值至7～8，再在60～75℃條件下保溫?cái)嚢?～2h，所述鈀貴金屬與所述球形中孔炭的重量百分比為0.2-10％；
步驟三，將獲得的溶液進(jìn)行后處理，在30-35℃條件下，進(jìn)行一次抽濾，獲得一次濾餅，將一次濾餅用純水洗滌后進(jìn)行二次抽濾，獲得二次濾餅，真空室溫干燥，即獲得球形中孔炭基貴金屬催化劑。
優(yōu)選的，步驟一中，所述球形中孔炭的比表面積在572m2/g，孔徑在6nm，孔容在2.54cm3/g。
優(yōu)選的，步驟二中，所述硝酸鹽水溶液為硝酸鈉水溶液，所述硝酸鹽水溶液與所述雙氧水的體積比100:1.3。
優(yōu)選的，步驟二中，在48℃下攪拌3h，再調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值至8，再在63℃條件下保溫?cái)嚢?h，所述鈀貴金屬與所述球形中孔炭的重量百分比為5.7％。
優(yōu)選的，步驟三中，后處理時(shí)，在32℃條件下，進(jìn)行抽濾。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
本發(fā)明通過對(duì)催化劑載體球形中孔炭的篩選、貴金屬擔(dān)載方法、擔(dān)載條件、貴金屬擔(dān)載量等因素的綜合優(yōu)化，比如擔(dān)載pH、溫度和浸漬時(shí)間，尤其是擔(dān)載過程中的雙氧水處理，使得貴金屬在球形中孔炭載體上的分散更均勻更牢固，提高了貴金屬的催化性能，延長(zhǎng)了使用壽命。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
本實(shí)施例涉及一種球形中孔炭基貴金屬催化劑的制備工藝，由以下步驟組成：
步驟一，采用反相懸浮聚合法和硬模板法結(jié)合的方法制備孔結(jié)構(gòu)可控的球形中孔炭，球形中孔炭的比表面積在572m2/g，孔徑在6nm，孔容在2.54cm3/g；
步驟二，將球形中孔炭作為載體進(jìn)行擔(dān)載鈀貴金屬，先在硝酸鈉水溶液中加入鈀貴金屬，再將球形中孔炭加入到硝酸鈉水溶液中，接著加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度為30％的雙氧水，硝酸鈉水溶液與雙氧水的體積比100:1.3，然后在48℃下攪拌3h，再調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值至8，在63℃條件下保溫?cái)嚢?h，鈀貴金屬與球形中孔炭的重量百分比為5.7％；
步驟三，將獲得的溶液進(jìn)行后處理，在32℃條件下，進(jìn)行一次抽濾，獲得一次濾餅，將一次濾餅用純水洗滌后進(jìn)行二次抽濾，獲得二次濾餅，真空室溫干燥，即獲得球形中孔炭基貴金屬催化劑，經(jīng)電子顯微鏡檢測(cè)，球形中孔炭載體上的鈀貴金屬均勻布滿在球形中孔炭基的孔表面。
實(shí)施例2
本實(shí)施例涉及一種球形中孔炭基貴金屬催化劑的制備工藝，由以下步驟組成：
步驟一，采用反相懸浮聚合法和硬模板法結(jié)合的方法制備孔結(jié)構(gòu)可控的球形中孔炭，球形中孔炭的比表面積在362m2/g，孔徑在6nm，孔容在3.89cm3/g；
步驟二，將球形中孔炭作為載體進(jìn)行擔(dān)載鈀貴金屬，先在硝酸鈉水溶液中加入鈀貴金屬，再將球形中孔炭加入到硝酸鈉水溶液中，接著加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度為30％的雙氧水，硝酸鈉水溶液與雙氧水的體積比100:1.3，然后在45℃下攪拌3h，再調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值至8，在60℃條件下保溫?cái)嚢?h，鈀貴金屬與球形中孔炭的重量百分比為0.2％；
步驟三，將獲得的溶液進(jìn)行后處理，在32℃條件下，進(jìn)行一次抽濾，獲得一次濾餅，將一次濾餅用純水洗滌后進(jìn)行二次抽濾，獲得二次濾餅，真空室溫干燥，即獲得球形中孔炭基貴金屬催化劑，經(jīng)電子顯微鏡檢測(cè)，球形中孔炭載體上的鈀貴金屬均勻布滿在球形中孔炭基的孔表面。
實(shí)施例3
本實(shí)施例涉及一種球形中孔炭基貴金屬催化劑的制備工藝，由以下步驟組成：
步驟一，采用反相懸浮聚合法和硬模板法結(jié)合的方法制備孔結(jié)構(gòu)可控的球形中孔炭，球形中孔炭的比表面積在572m2/g，孔徑在7nm，孔容在1.56cm3/；
步驟二，將球形中孔炭作為載體進(jìn)行擔(dān)載鈀貴金屬，先在硝酸鹽水溶液中加入鈀貴金屬，再將球形中孔炭加入到硝酸鈉水溶液中，接著加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度為30％的雙氧水，硝酸鈉水溶液與雙氧水的體積比100:1.3，然后在48℃下攪拌5h，再調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值至7，在63℃條件下保溫?cái)嚢?h，鈀貴金屬與球形中孔炭的重量百分比為5.7％；
步驟三，將獲得的溶液進(jìn)行后處理，在35℃條件下，進(jìn)行一次抽濾，獲得一次濾餅，將一次濾餅用純水洗滌后進(jìn)行二次抽濾，獲得二次濾餅，真空室溫干燥，即獲得球形中孔炭基貴金屬催化劑，經(jīng)電子顯微鏡檢測(cè)，球形中孔炭載體上的鈀貴金屬均勻布滿在球形中孔炭基的孔表面。
實(shí)施例4
本實(shí)施例涉及一種球形中孔炭基貴金屬催化劑的制備工藝，由以下步驟組成：
步驟一，采用反相懸浮聚合法和硬模板法結(jié)合的方法制備孔結(jié)構(gòu)可控的球形中孔炭，球形中孔炭的比表面積在780m2/g，孔徑在4nm，孔容在2.54cm3/g；
步驟二，將球形中孔炭作為載體進(jìn)行擔(dān)載鈀貴金屬，先在硝酸鈉水溶液中加入鈀貴金屬，再將球形中孔炭加入到硝酸鈉水溶液中，接著加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度為30％的雙氧水，硝酸鈉水溶液與雙氧水的體積比100:1.3，然后在52℃下攪拌1h，再調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值至7.5，在75℃條件下保溫?cái)嚢?.5h，鈀貴金屬與球形中孔炭的重量百分比為10％；
步驟三，將獲得的溶液進(jìn)行后處理，在30℃條件下，進(jìn)行一次抽濾，獲得一次濾餅，將一次濾餅用純水洗滌后進(jìn)行二次抽濾，獲得二次濾餅，真空室溫干燥，即獲得球形中孔炭基貴金屬催化劑，經(jīng)電子顯微鏡檢測(cè)，球形中孔炭載體上的鈀貴金屬均勻布滿在球形中孔炭基的孔表面。
對(duì)比例1
本對(duì)比例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：步驟二中，不加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度為30％的雙氧水進(jìn)行處理，經(jīng)電子顯微鏡檢測(cè)，鈀貴金屬在球形中孔炭基的孔表面有凸凹現(xiàn)象，分布不均勻。
對(duì)比例2
本對(duì)比例與實(shí)施例2的區(qū)別在于：步驟二中，不加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度為30％的雙氧水進(jìn)行處理，經(jīng)電子顯微鏡檢測(cè)，鈀貴金屬在球形中孔炭基的孔表面有凸凹現(xiàn)象，分布不均勻。
對(duì)比例3
本對(duì)比例與實(shí)施例3的區(qū)別在于：步驟二中，不加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度為30％的雙氧水進(jìn)行處理，經(jīng)電子顯微鏡檢測(cè)，鈀貴金屬在球形中孔炭基的孔表面有凸凹現(xiàn)象，分布不均勻。
對(duì)比例4
本對(duì)比例與實(shí)施例4的區(qū)別在于：步驟二中，不加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度為30％的雙氧水進(jìn)行處理，經(jīng)電子顯微鏡檢測(cè)，鈀貴金屬在球形中孔炭基的孔表面有凸凹現(xiàn)象，分布不均勻。
上述各個(gè)實(shí)施例通過對(duì)催化劑載體球形中孔炭的篩選、貴金屬擔(dān)載方法、擔(dān)載條件、貴金屬擔(dān)載量等因素的研究，比如擔(dān)載pH、溫度和浸漬時(shí)間，尤其是擔(dān)載過程中的雙氧水處理，使得貴金屬在球形中孔炭載體上的分散更均勻，更牢固，有利于提高貴金屬的催化性能和延長(zhǎng)使用壽命。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。