RU2258561C1 - Palladium-containing hydrogenation catalyst preparation method - Google Patents
Palladium-containing hydrogenation catalyst preparation method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2258561C1 RU2258561C1 RU2004124113/04A RU2004124113A RU2258561C1 RU 2258561 C1 RU2258561 C1 RU 2258561C1 RU 2004124113/04 A RU2004124113/04 A RU 2004124113/04A RU 2004124113 A RU2004124113 A RU 2004124113A RU 2258561 C1 RU2258561 C1 RU 2258561C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- palladium
- carbon material
- reduced
- catalyst
- zero
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области физической химии и может быть использовано для регулирования скорости автокаталитических реакций гидрирования.The invention relates to the field of physical chemistry and can be used to control the rate of autocatalytic hydrogenation reactions.
Реакции гидрирования относятся к основным промышленным процессам, реализуемым, как правило, в присутствии катализатора, в частности, для синтеза алициклических и циклических насыщенных органических соединений, высококачественного бензина и т.д.Hydrogenation reactions are among the main industrial processes that are implemented, as a rule, in the presence of a catalyst, in particular, for the synthesis of alicyclic and cyclic saturated organic compounds, high-quality gasoline, etc.
По литературным данным (Grove D.E. Plat. Met., 2002, 46, (2) 92), около 75% промышленных процессов гидрирования проводится на катализаторе Pd/C, содержащем 5% металлического палладия. Богатая каталитическая химия палладия охватывает, практически, весь спектр реакций, необходимый для органического синтеза. Способ получения катализатора Pd/C основан на восстановлении двухвалентного палладия из исходного соединения и последующего осаждения восстановленного палладия на разнообразные активированные угли.According to published data (Grove D.E. Plat. Met., 2002, 46, (2) 92), about 75% of industrial hydrogenation processes are carried out on a Pd / C catalyst containing 5% palladium metal. The rich catalytic chemistry of palladium covers practically the entire spectrum of reactions necessary for organic synthesis. The method for producing the Pd / C catalyst is based on the reduction of divalent palladium from the starting compound and the subsequent deposition of reduced palladium on a variety of activated carbons.
Известен способ получения палладийсодержащего катализатора гидрирования путем восстановления двухвалентного палладия из исходного соединения и осаждения восстановленного палладия на углеродный материал, где исходными соединениями являются комплексы Pd (II), Tsuji J. Palladium reagents and catalysts-innovations in organic syntheses. John Wiley & sons, Chichester. 1995. 595 р.; Grove D.E. Plat. Met., 2002, 46, (1) 48.A known method for producing a palladium-containing hydrogenation catalyst by reducing divalent palladium from the starting compound and depositing the reduced palladium on carbon material, where the starting compounds are Pd (II), Tsuji J. Palladium reagents and catalysts-innovations in organic syntheses complexes. John Wiley & sons, Chichester. 1995.595 p.; Grove D.E. Plat. Met., 2002, 46, (1) 48.
Известен также способ получения палладийсодержащего катализатора гидрирования путем восстановления двухвалентного палладия до нульвалентного палладия и осаждения восстановленного нульвалентного палладия на углеродный материал, при этом в качестве исходного соединения используют хлорид палладия (II), см. H.M.Colquhoun, Y.Holton, et all, "New Pathways for Organic Synthesis" («Новые пути органического синтеза»), перевод с английского, М.С.Ермоленко и В.Г.Киселева, М., «Химия», 1989, с.361, 2 абзац сверху.There is also known a method for producing a palladium-containing hydrogenation catalyst by reducing divalent palladium to nullivalent palladium and depositing reduced nullivalent palladium on carbon material, using palladium (II) chloride as the starting compound, see HMColquhoun, Y. Holton, et all, "New Pathways for Organic Synthesis "(" New Ways of Organic Synthesis "), translation from English, M. S. Ermolenko and V. G. Kiseleva, M.," Chemistry ", 1989, p. 361, 2 paragraph above.
Раствор хлорида палладия (8,2 г) в хлороводородной кислоте (20 мл концентрированной кислоты в 50 мл воды) нагревают в течение 2 ч, добавляют при перемешивании к горячей (80°С) суспензии угля в воде (93 г в 1,2 л воды), предварительно промытого азотной кислотой.A solution of palladium chloride (8.2 g) in hydrochloric acid (20 ml of concentrated acid in 50 ml of water) is heated for 2 hours, added with stirring to a hot (80 ° C) suspension of coal in water (93 g in 1.2 l water), previously washed with nitric acid.
Можно использовать, практически, любой уголь с достаточно большой удельной поверхностью, обработанный азотной кислотой (10%) в течение 2-3 ч, с последующей промывкой водой для удаления кислоты и высушенный при 100°С. Затем последовательно прибавляют формальдегид (8 мл 37% раствора) и раствор гидроксида натрия до сильнощелочной реакции. Через 10 минут полученный катализатор отфильтровывают, промывают водой (10×250 мл) и сушат в вакууме над хлоридом кальция. Выход палладия составляет 5% на угле 93-98%.You can use almost any coal with a sufficiently large specific surface treated with nitric acid (10%) for 2-3 hours, followed by washing with water to remove the acid and dried at 100 ° C. Then formaldehyde (8 ml of a 37% solution) and sodium hydroxide solution are successively added to a strongly alkaline reaction. After 10 minutes, the resulting catalyst was filtered off, washed with water (10 × 250 ml) and dried in vacuum over calcium chloride. The yield of palladium is 5% on coal 93-98%.
Данный способ принят в качестве прототипа настоящего изобретения.This method is adopted as a prototype of the present invention.
Его недостатком является небольшая активность получаемого согласно данному способу катализатора, необходимость создания для осуществления процесса катализа повышенной (свыше 60°С) температуры и давления (свыше 5 атм). Это объясняется сложностью активации реакционных центров катализатора, получаемого по способу-прототипу. Кроме того, этот способ требует наличия не менее 5% восстановленного нульвалентного палладия, что обусловливает высокую стоимость процесса.Its disadvantage is the low activity of the catalyst obtained according to this method, the need to create an elevated temperature (above 60 ° C) and pressure (above 5 atm) for the catalysis process. This is due to the complexity of the activation of the reaction centers of the catalyst obtained by the prototype method. In addition, this method requires the presence of at least 5% reduced nullvalent palladium, which leads to a high cost of the process.
В основу настоящего изобретения положено решение задачи создания способа получения палладийсодержащего катализатора гидрирования, который обладал бы большой каталитической активностью, мог осуществляться в более мягких условиях (при комнатной температуре и нормальном (атмосферном) давлении), а также снижения стоимости реализации способа.The present invention is based on the task of creating a method for producing a palladium-containing hydrogenation catalyst, which would have high catalytic activity, could be carried out under milder conditions (at room temperature and normal (atmospheric) pressure), as well as reducing the cost of implementing the method.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в способе получения палладийсодержащего катализатора гидрирования путем восстановления водородом двухвалентного палладия из исходного соединения до нульвалентного палладия и осаждения восстановленного нульвалентного палладия на углеродный материал, в качестве исходного соединения используют тетрааквапалладий (II) перхлорат, в качестве углеродного материала используют нанокластерную сажу, а восстановление палладия из исходного соединения и осаждение восстановленного нульвалентного палладия на углеродный материал осуществляют отдельными порциями.According to the invention, this problem is solved due to the fact that in the method for producing a palladium-containing hydrogenation catalyst by hydrogen reduction of divalent palladium from the starting compound to zero-valent palladium and deposition of the reduced nullivalent palladium on carbon material, tetra-aquapalladium (II) perchlorate is used as the starting compound, as carbon the material uses nanocluster soot, and the reduction of palladium from the starting compound and the deposition of reduced zero valence palladium on the carbon material is carried out in separate portions.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».The applicant has not identified sources containing information about technical solutions identical to the present invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."
Реализация отличительных признаков изобретения обусловливает важный технический результат: в результате использования в качестве углеродного материала нанокластерной сажи (не содержащей фуллеренов) значительно повышается каталитическая активность восстановленного палладия, его содержание может быть снижено при равной активности с 5% в 2-3 раза, а благодаря его осаждению на углеродный носитель отдельными порциями содержание восстановленного палладия снижается до долей процента. Таким образом значительно удешевляется весь процесс.The implementation of the distinguishing features of the invention leads to an important technical result: as a result of using nanocluster soot (not containing fullerenes) as a carbon material, the catalytic activity of reduced palladium increases significantly, its content can be reduced by 5–2 times with equal activity, and thanks to it deposition on a carbon carrier in separate portions reduces the content of reduced palladium to fractions of a percent. Thus, the whole process is significantly cheaper.
Заявителем не обнаружены какие-либо источники информации, содержащие сведения о влиянии заявленных отличительных признаков на достигаемый вследствие их реализации технический результат. Это, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии данного технического решения критерию «изобретательский уровень».The applicant has not found any sources of information containing information about the impact of the claimed distinctive features on the technical result achieved as a result of their implementation. This, according to the applicant, indicates that this technical solution meets the criterion of "inventive step".
На чертеже приведена схема установки для реализации заявленного способа получения палладийсодержащего катализатора гидрирования.The drawing shows a diagram of a plant for implementing the inventive method for producing a palladium-containing hydrogenation catalyst.
Установка для реализации способа включает реактор 1 с перемешивающим устройством 2. Водород находится в баллоне 3. Реактор 1 соединен с манометрической установкой 4.Installation for implementing the method includes a reactor 1 with a mixing device 2. Hydrogen is in the cylinder 3. The reactor 1 is connected to a pressure gauge 4.
Способ реализуют следующим образом.The method is implemented as follows.
В примере 1 получен катализатор с содержанием восстановленного нульвалентного палладия 0,1% Pd при его однократном осаждении на углеродный носитель.In Example 1, a catalyst was obtained with a reduced nullivalent palladium content of 0.1% Pd upon its single deposition on a carbon support.
В примерах 2 и 3 - катализатор, содержащий 0,2% Pd при однократном и порционном осаждении, соответственно.In examples 2 and 3, a catalyst containing 0.2% Pd in a single and batch deposition, respectively.
В примерах 4 и 5 - 0,3% Pd, в примерах 6 и 7 - 0,4% Pd, 8 и 9 - 0,5% Pd, 10 и 11 - 1,0% Pd при однократном и порционном осаждении, соответственно.In examples 4 and 5 - 0.3% Pd, in examples 6 and 7 - 0.4% Pd, 8 and 9 - 0.5% Pd, 10 and 11 - 1.0% Pd for single and batch deposition, respectively .
В примере 12 получен катализатор с содержанием 5,0% Pd при однократном осаждении.In Example 12, a catalyst was prepared with a content of 5.0% Pd in a single deposition.
Для получения катализатора в первом примере в реактор 1 помещают 1,41 л дистиллированной воды, вносят 4,21 мг углеродной нанокластерной сажи, добавляют 0,66 мл 6,0·10-2 мол/л раствора тетрааквапалладия (II) перхлората [Pd(H2O)4](ClO4)2, содержащего 0,7 мол/л хлорной кислоты, и перемешивают в течение 0,5 ч. Затем через приготовленный раствор пропускают в течение 2 ч водород. Перемешивание прекращают, реакционная смесь отстаивается в течение 2-4 ч. Выпавший осадок отфильтровывают на фильтре Шотта, промывают многократно дистиллированной водой и высушивают в вакуум-эксикаторе над Р2О5 или над едким кали в течение 2-х суток. Выход катализатора 1 составляет 98-99%.To obtain the catalyst in the first example, 1.41 L of distilled water was placed in reactor 1, 4.21 mg of carbon nanocluster carbon black was added, 0.66 ml of 6.0 · 10 -2 mol / L tetra-aquapalladium (II) perchlorate solution [Pd ( H 2 O) 4 ] (ClO 4 ) 2 containing 0.7 mol / L perchloric acid and stirred for 0.5 hours. Then, hydrogen was passed through the prepared solution for 2 hours. Stirring is stopped, the reaction mixture is left to stand for 2-4 hours. The precipitate formed is filtered off on a Schott filter, washed repeatedly with distilled water and dried in a vacuum desiccator over P 2 O 5 or potassium hydroxide for 2 days. The yield of catalyst 1 is 98-99%.
В примерах 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 добавляют в количестве, соответственно: 1,32; 1,98; 2,64; 3,30; 6,60; 33,0 мл раствора [Pd(H2O)4](ClO4)2 с концентрацией 6,0·10-2 мол/л.In examples 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 are added in an amount, respectively: 1.32; 1.98; 2.64; 3.30; 6.60; 33.0 ml of a solution of [Pd (H 2 O) 4 ] (ClO 4 ) 2 with a concentration of 6.0 · 10 -2 mol / L.
При этом в примерах 3, 5, 7, 9, 11 осаждение восстановленного палладия на нанокластерную сажу осуществляли порционно: в примере 3 - 2 порции, в примере 5 - 3 порции, в примере 7 - 4 порции, в примере 9 - 5 порций, в примере 11 - 10 порций.Moreover, in examples 3, 5, 7, 9, 11, the deposition of reduced palladium on nanocluster soot was carried out in batches: in example 3 - 2 servings, in example 5 - 3 servings, in example 7 - 4 servings, in example 9 - 5 servings, in example 11 - 10 servings.
После осаждения первой порции осуществляли выдержку в течение 30 минут, а затем в течение 2 часов пропускали водород при перемешивании и после этого осуществляли введение следующей порции.After the first portion was precipitated, aging was carried out for 30 minutes, and then hydrogen was passed for 2 hours with stirring, and then the next portion was introduced.
Влияние способа нанесения палладия на углеродную нанокластерную сажу и каталитическая активность полученных продуктов были изучены в каждом примере с использованием следующих реакций:The influence of the method of applying palladium on carbon nanocluster soot and the catalytic activity of the obtained products were studied in each example using the following reactions:
реакция 1: С2H4+H2→С2Н6;reaction 1: C 2 H 4 + H 2 → C 2 H 6 ;
реакция 2: 2Feaq +3+H2→2Feaq +2+2H+;reaction 2: 2Fe aq +3 + H 2 → 2Fe aq +2 + 2H + ;
реакция 3: подсолнечное масло + Н2 → гидрированные продукты.reaction 3: sunflower oil + H 2 → hydrogenated products.
Каждый катализатор в количестве 100 мг помещали в реактор и добавляли в случае реакции (1) - 10 мл дистиллированной воды; реакции (2) - 10 мл водного раствора 0,01 мол/л сульфата железа (III), содержащего 0,02 мол/л серной кислоты; реакции (3) - 6 мл растительного масла «Слобода». Реактор вакуумировали и заполняли водородом (реакции (2, 3) или этиленводородной смесью с объемным соотношением 1:1 (реакция (1).Each catalyst in an amount of 100 mg was placed in a reactor and 10 ml of distilled water was added in the case of reaction (1); reaction (2) - 10 ml of an aqueous solution of 0.01 mol / l of iron (III) sulfate containing 0.02 mol / l of sulfuric acid; reactions (3) - 6 ml of Sloboda vegetable oil. The reactor was evacuated and filled with hydrogen (reactions (2, 3) or an ethylene-hydrogen mixture with a volume ratio of 1: 1 (reaction (1).
Реакции проводили при температуре 18-25°С и нормальном атмосферном давлении. Скорости реакций регистрировали по изменению объема поглощаемых газов во времени. Полученные данные приведены в таблице 1.Reactions were carried out at a temperature of 18-25 ° C and normal atmospheric pressure. Reaction rates were recorded by the change in the volume of absorbed gases over time. The data obtained are shown in table 1.
Удельная скорость гидрирования (количество поглощенного Н2 в молях/1 моль Pd час) в реакциях (1-3) в присутствии катализаторов (1-12), при температуре 25°С, давлении водорода - 1 атм)Table 1
The specific hydrogenation rate (the amount of H 2 absorbed in moles / 1 mol Pd hour) in reactions (1-3) in the presence of catalysts (1-12), at a temperature of 25 ° C, a hydrogen pressure of 1 atm)
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004124113/04A RU2258561C1 (en) | 2004-07-29 | 2004-07-29 | Palladium-containing hydrogenation catalyst preparation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004124113/04A RU2258561C1 (en) | 2004-07-29 | 2004-07-29 | Palladium-containing hydrogenation catalyst preparation method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2258561C1 true RU2258561C1 (en) | 2005-08-20 |
Family
ID=35846022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004124113/04A RU2258561C1 (en) | 2004-07-29 | 2004-07-29 | Palladium-containing hydrogenation catalyst preparation method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2258561C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010039062A2 (en) | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Бонсанко Текноложди Аг | Method for producing palladium-containing catalysts |
CN103447061A (en) * | 2013-08-16 | 2013-12-18 | 安徽师范大学 | Silver carbonate-graphene oxide composite nano-material, as well as preparation method and application thereof |
CN106964347A (en) * | 2017-04-11 | 2017-07-21 | 南京理工大学 | A kind of carbon material supported nano Pd catalyst and its preparation method and application |
RU2814116C1 (en) * | 2022-12-30 | 2024-02-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ИГУ") | Method for producing palladium-containing catalyst for hydrogenation of acetylene compounds |
-
2004
- 2004-07-29 RU RU2004124113/04A patent/RU2258561C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010039062A2 (en) | 2008-09-29 | 2010-04-08 | Бонсанко Текноложди Аг | Method for producing palladium-containing catalysts |
WO2010039062A3 (en) * | 2008-09-29 | 2010-07-29 | Бонсанко Текноложди Аг | Method for producing palladium-containing catalysts |
CN103447061A (en) * | 2013-08-16 | 2013-12-18 | 安徽师范大学 | Silver carbonate-graphene oxide composite nano-material, as well as preparation method and application thereof |
CN106964347A (en) * | 2017-04-11 | 2017-07-21 | 南京理工大学 | A kind of carbon material supported nano Pd catalyst and its preparation method and application |
CN106964347B (en) * | 2017-04-11 | 2019-05-31 | 南京理工大学 | A kind of carbon material supported nano Pd catalyst and its preparation method and application |
RU2814116C1 (en) * | 2022-12-30 | 2024-02-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ИГУ") | Method for producing palladium-containing catalyst for hydrogenation of acetylene compounds |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107721833B (en) | Method for preparing menthone | |
CN102432565B (en) | Method for preparing 2-hydroxyethylpiperazine | |
CN111153768B (en) | Synthesis method of isohexide | |
CN101966457A (en) | Method for preparing high-activity carbonyl hydrogenation ruthenium-carbon catalyst | |
CN113429432B (en) | Application of chitosan/cellulose composite microsphere immobilized copper in preparation of diphenyl silane compound | |
CN113731441B (en) | Cobalt-reduced graphene oxide Co/rGO catalyst and preparation method and application thereof | |
RU2258561C1 (en) | Palladium-containing hydrogenation catalyst preparation method | |
CN113457736A (en) | Application of chitosan/cellulose composite microsphere immobilized copper in catalyzing silicon addition reaction of alpha, beta-unsaturated carbonyl compound | |
CN112058258B (en) | Preparation method and application of exocyclic double bond hydrogenation catalyst | |
CN101862667B (en) | Catalyst for selective hydrogenation of 3,7,11-trimethyl-1-dodecyne-3-alcohol | |
CN1145898A (en) | Process for producing aliphatic nitrile | |
US20050096213A1 (en) | Carbide/nitride based fuel processing catalysts | |
RU2240182C1 (en) | Palladium-containing hydrogenation catalyst preparation method | |
CN109174159B (en) | Fixed-point deuterium adding photocatalyst | |
CN115304489A (en) | Method for synthesizing parachloroaniline through catalytic hydrogenation of parachloronitrobenzene | |
CN114605272B (en) | Preparation method of (R) -fluoxetine and derivatives thereof | |
CN112237946A (en) | Terephthalic acid hydrofining reaction and catalyst thereof | |
RU2326731C1 (en) | Method for producing palladium containing catalyst of hydrogenation | |
CN1226256C (en) | Method for producing adamantanol and adamantanone | |
CN112023910B (en) | Preparation method and application of straight-chain double-bond hydrogenation catalyst | |
CN112076744B (en) | Preparation and application of methyl glycolate catalyst | |
CN1114585C (en) | Bimetal resin type catalyst and its preparing process | |
CN112871159A (en) | Ru nano catalyst and preparation method and application thereof | |
CN102344378B (en) | Amino alcohol preparation method using aqueous amino acid | |
CN114768799B (en) | Selective catalytic hydrogenation supported metal catalyst and preparation method and application thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20061009 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080730 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20090720 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160730 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180417 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190730 |