CN110479254A - 一种蒽醌加氢的催化剂制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蒽醌加氢的催化剂制备方法,其所述的方法如下:首先将正硅酸酯、溶剂和水按照比例加入釜内,搅拌均匀;然后将异丙醇铝加入釜内;室温下搅拌;加入酸性调节剂,调节PH,水解;然后加入硝酸钯溶液/氯化钯溶液;加入碱性调节剂,调节PH;恒温55~70℃老化;降温放料、成型、干燥、焙烧。采用此方法制备的催化剂由于氧化硅存在,催化剂酸性弱,有利于蒽醌加氢;选择性高,活性高;在蒽醌法制备双氧水中具有较高的氢化效率。
Description
技术领域
本发明属于有机化合物的合成方法,涉及一种用于蒽醌加氢催化剂的制备方法。
背景技术
过氧化氢又称之为双氧水,是一种强氧化剂,其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒,广泛应用于化工合成、食品加工、医药、军工等众多领域。由于其分解后产生水和氧气,对环境无污染,被称之为最清洁的化学品;现有制备过氧化氢的方法有蒽醌法、过氧化钡和酸反应、电解硫酸法、异丙醇自动氧化法,目前最常用的方法为蒽醌法,与别的方法相比较,蒽醌法能耗少、成本低、工艺成熟。对于蒽醌加氢法最常用的催化剂为钯基催化剂和雷尼镍催化剂。对于钯基催化剂,专利USP 4240933以二氧化硅为载体,加入助剂,但是钯在载体会有脱落现象,专利USP 2657980以三氧化二铝为载体,虽然钯不会脱落,但是催化剂活性不高。雷尼镍作为催化剂的活性组分虽然催化剂成本低但是活性不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蒽醌加氢的催化剂制备方法,采用此方法制备的催化剂由于氧化硅存在,催化剂酸性弱,有利于蒽醌加氢;且催化剂载体中添加氧化铝,使钯不易脱落,催化剂的活性高;在蒽醌法制备双氧水中具有较高的氢化效率。
本发明通过以下技术方案实现:
本发明提供的催化剂,首先在室温下,将正硅酸酯、溶剂和水按照比例加入釜内,搅拌均匀后将异丙醇铝加入釜内;加入酸性调节剂,调节PH,水解;得到硅铝基催化剂载体,然后担载活性组分钯,经老化、造型、干燥、焙烧后得到催化剂。
合成催化剂的具体操作步骤如下:
1)将正硅酸酯、溶剂和水按照比例加入釜内,搅拌均匀;
2)将异丙醇铝加入釜内,室温搅拌0.5-2h;
3)加入酸性调节剂,调节PH=3.5~6;水解4-6小时;
4)加入活性组分钯;
5)加入碱性调节剂,调节PH=8~9;
6)恒温55~70℃,老化4-7小时,降温放料;
7)干燥、焙烧、成型;得到蒽醌加氢催化剂;
在上述技术方案中,所述的正硅酸酯为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯。
在上述技术方案中,正硅酸酯以二氧化硅计,异丙醇铝以氧化铝计,硅铝比为5-5.3:1。
在上述技术方案中,合成催化剂的步骤1)中去离子水与异丙醇铝的质量比=5-10:1;水与溶剂的质量比为1:1。
在上述技术方案中,合成催化剂的步骤3)中酸性调节剂为硝酸,盐酸,醋酸;合成催化剂的步骤5)中碱性调节剂为氢氧化钠,氨水,碳酸钠。
在上述技术方案中,合成催化剂的步骤4)中活性组分钯选用硝酸钯、氯钯酸、醋酸钯水溶液;钯含量为硅铝基载体的1-2.5wt%
在上述技术方案中,合成催化剂的步骤7)中干燥温度为100-120℃;焙烧温度为450-550℃,焙烧时间为4-6h。
在上述技术方案中,溶剂选自甲醇或乙醇。
在上述技术方案中,合成的催化剂用于蒽醌加氢反应中,催化剂评价方法为:将35g2-乙基蒽醌、100g四丁基尿和150g重芳烃、1g催化剂投入高压釜中,升温至48℃,保持反应压力0.4mpa,直通氢气,反应时间为20min,降温开釜,回收催化剂,取5ml氢化液加入10ml重芳烃于分液漏斗中,通入空气氧化至淡黄色透明溶液,取20g去离子水萃取5次,收集水层加入20%硫酸晃动,0.1mol/L高锰酸钾滴定水层,测定蒽醌加氢的氢化效率为12.5g/L~14.5g/L。
发明有益效果
采用本发明方法制备的催化剂由于氧化硅存在,催化剂酸性弱,有利于蒽醌加氢;选择性高,活性高;在蒽醌法制备双氧水中具有较高的氢化效率。
具体实施方式
实施例1
将正硅酸甲761g正硅酸甲酯、2860g甲醇和2860g水加入釜内,搅拌均匀;将408.5g异丙醇铝加入釜内,室温搅拌1h;加入36.5%盐酸,调节PH=4.5;水解5小时;加入17.40g硝酸钯;加入氢氧化钠调节PH=9,搅拌2h;升温至70℃,老化7小时,降温放料;过滤,100℃干燥、550℃焙烧6h、成型;得到蒽醌加氢催化剂。
实施例2
将正硅酸甲806g正硅酸甲酯、2860g甲醇和2860g水加入釜内,搅拌均匀;将408.5g异丙醇铝加入釜内,室温搅拌1h;加入36.5%盐酸,调节PH=4.5;水解5小时;加入18.10g硝酸钯;加入氢氧化钠调节PH=9,搅拌2h;升温至70℃,老化6小时,降温放料;过滤,100℃干燥、550℃焙烧6h、成型;得到蒽醌加氢催化剂。
实施例3
将正硅酸甲761g正硅酸甲酯、4000g甲醇和4000g水加入釜内,搅拌均匀;将408.5g异丙醇铝加入釜内,室温搅拌1h;加入36.5%盐酸,调节PH=4.5;水解5小时;加入15.68g硝酸钯;加入氢氧化钠调节PH=9,搅拌2h;升温至70℃,老化7小时,降温放料;过滤,100℃干燥、550℃焙烧6h、成型;得到蒽醌加氢催化剂。
实施例4
将正硅酸甲761g正硅酸甲酯、3270g甲醇和3270g水加入釜内,搅拌均匀;将408.5g异丙醇铝加入釜内,室温搅拌2h;加入醋酸,调节PH=5.5;水解6小时;加入17.40g硝酸钯;加入碳酸钠钠调节PH=9,搅拌2h;升温至70℃,老化7小时,降温放料;过滤,100℃干燥、550℃焙烧6h、成型;得到蒽醌加氢催化剂。
实施例5
将正硅酸甲761g正硅酸甲酯、3270g甲醇和3270g水加入釜内,搅拌均匀;将408.5g异丙醇铝加入釜内,室温搅拌2h;加入36.5%盐酸,调节PH=5.5;水解6小时;加入16.96g醋酸钯;加入氢氧化钠调节PH=9,搅拌2h;升温至70℃,老化7小时,降温放料;过滤,100℃干燥、550℃焙烧6h、成型;得到蒽醌加氢催化剂。
实施例6
将正硅酸甲761g正硅酸甲酯、3270g甲醇和3270g水加入釜内,搅拌均匀;将408.5g异丙醇铝加入釜内,室温搅拌2h;加入36.5%盐酸,调节PH=5.5;水解6小时;取13.4g醋酸钯和36.5%盐酸30g加热溶解,加入到反应釜中;加入氢氧化钠调节PH=9,搅拌2h;升温至70℃,老化7小时,降温放料;过滤,100℃干燥、550℃焙烧6h、成型;得到蒽醌加氢催化剂。
表1催化剂样品的氢化效率评价
催化剂 | 氢化效率 |
实施例1 | 13.5g/L |
实施例2 | 14g/L |
实施例3 | 12.5g/L |
实施例4 | 12.9g/L |
实施例5 | 13g/L |
实施例6 | 13.1g/L |
Claims (9)
1.一种蒽醌加氢的催化剂制备方法,其特征在于:在室温下,将正硅酸酯、溶剂和水按照比例加入釜内,搅拌均匀后将异丙醇铝加入釜内;加入酸性调节剂,调节PH,水解;得到硅铝基催化剂载体,然后担载活性组分钯,经老化、造型、干燥、焙烧后得到催化剂。
2.根据权利要求1所述的催化剂制备方法,其特征在于:具体操作步骤如下:
1)将正硅酸酯、溶剂和水按照比例加入釜内,搅拌均匀;
2)将异丙醇铝加入釜内,室温搅拌0.5-2h;
3)加入酸性调节剂,调节PH=3.5~6;水解4-6小时;
4)加入活性组分钯;
5)加入碱性调节剂,调节PH=8~9;
6)恒温55~70℃,老化4-7小时,降温放料;
7)干燥、焙烧、成型;得到蒽醌加氢催化剂。
3.根据权利要求1或2所述的催化剂的制备方法,其特征在于所述的正硅酸酯为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯。
4.根据权利要求1或2所述的催化剂的制备方法,其特征在于正硅酸酯以二氧化硅计,异丙醇铝以氧化铝计,硅铝摩尔比为5-5.3:1。
5.根据权利要求2所述的催化剂的制备方法,其特征在于步骤1)中去离子水与异丙醇铝的质量比=5-10:1;水与溶剂的质量比为1:1。
6.根据权利要求2所述的催化剂的制备方法,其特征在于步骤3)中酸性调节剂为硝酸,盐酸,醋酸;步骤5)中碱性调节剂为氢氧化钠,氨水,碳酸钠。
7.根据权利要求2所述的催化剂的制备方法,其特征在于步骤4)中活性组分钯选用硝酸钯、氯钯酸、醋酸钯;钯含量为硅铝基载体的1-2.5wt%。
8.根据权利要求2所述的催化剂的制备方法,其特征在于步骤7)中干燥温度为100-120℃;焙烧温度为450-550℃,焙烧时间为4-6h。
9.根据权利要求1或2所述的催化剂的制备方法,其特征在于:溶剂选自甲醇或乙醇。
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