RU2326731C1 - Method for producing palladium containing catalyst of hydrogenation - Google Patents
Method for producing palladium containing catalyst of hydrogenation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2326731C1 RU2326731C1 RU2007107056/04A RU2007107056A RU2326731C1 RU 2326731 C1 RU2326731 C1 RU 2326731C1 RU 2007107056/04 A RU2007107056/04 A RU 2007107056/04A RU 2007107056 A RU2007107056 A RU 2007107056A RU 2326731 C1 RU2326731 C1 RU 2326731C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- palladium
- mol
- catalyst
- hydrogenation
- perchlorate
- Prior art date
Links
Landscapes
- 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. По литературным данным, см. Grove D.E. Plat. Met., 2002, 46, (2), около 75% промышленных процессов гидрирования проводятся на катализаторе Pd/C, содержащем 5% металлического палладия. Богатая каталитическая химия палладия охватывает, практически, весь спектр реакций, необходимый для органического синтеза. Таким образом, Pd/C является в настоящее время наиболее удачной системой для осуществления процессов каталитического органического синтеза.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. According to the literature, see Grove D.E. Plat. Met., 2002, 46, (2), 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. Thus, Pd / C is currently the most successful system for the implementation of catalytic organic synthesis processes.
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 p.; 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, John Wiley & sons, Chichester complexes 1995, 595 p .; Grove D.E. Plat. Met., 2002, 46, (1) 48.
Известен также способ получения палладийсодержащего катализатора гидрирования путем восстановления двухвалентного палладия из исходного соединения и осаждения восстановленного палладия на углеродный материал, при этом в качестве исходного соединения используют хлорид палладия (II), см. Н.М.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.There is also known a method for producing a palladium-containing hydrogenation catalyst by reducing divalent palladium from the starting compound and depositing the reduced palladium on carbon material, using palladium (II) chloride as the starting compound, see N. M. Colhhoun, Y. Holton, et all. "New Pathways for Organic Synthesis" (translated from English, M.S. Ermolenko and V.G. Kiseleva, M .: Chemistry, 1989, p. 361.
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 and 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 мин полученный катализатор отфильтровывают, промывают водой (10×250 мл) и сушат в вакууме над хлоридом кальция. Выход палладия 5% на угле 93-98%.You can use almost any coal with a sufficiently large specific surface area, 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 vacuo over calcium chloride. The yield of palladium 5% on coal 93-98%.
Недостатком данного технического решения является небольшая активность получаемого согласно данному способу катализатора, необходимость создания для осуществления процесса катализа повышенных (свыше 60°С) температур и давления (свыше 5 атм). Это объясняется сложностью активации реакционных центров катализатора, получаемого согласно данному способу.The disadvantage of this technical solution is the low activity of the catalyst obtained according to this method, the need to create elevated (over 60 ° C) temperatures and pressures (over 5 atm) for the catalysis process. This is due to the complexity of activation of the reaction centers of the catalyst obtained according to this method.
Известен способ получения палладийсодержащего катализатора гидрирования путем восстановления двухвалентного палладия из исходного соединения и осаждения восстановленного палладия на углеродный материал, отличающийся тем, что в качестве исходного соединения используют тетрааквапалладий (II) перхлорат, а восстановленный палладий осаждают на углеродный наноматериал, RU 2240182. Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.A known method of producing a palladium-containing hydrogenation catalyst by reducing divalent palladium from the starting compound and depositing the reduced palladium on carbon material, characterized in that tetra-aquapalladium (II) perchlorate is used as the starting compound, and the reduced palladium is deposited on carbon nanomaterial, RU 2240182. This technical solution adopted as a prototype of the present invention.
Следует отметить, что катализаторы, получаемые согласно способу-прототипу, обладают существенно более высокой каталитической активностью при гидрировании, в частности, алкенов по сравнению с катализаторами, полученными путем нанесения палладия на активированный уголь. Однако палладий, осажденный на углеродный наноматериал в соответствии со способом-прототипом, образует нанокластеры с относительно невысокой каталитической активностью.It should be noted that the catalysts obtained according to the prototype method have a significantly higher catalytic activity in the hydrogenation of, in particular, alkenes compared to catalysts obtained by applying palladium on activated carbon. However, palladium deposited on carbon nanomaterial in accordance with the prototype method forms nanoclusters with relatively low catalytic activity.
Задачей настоящего изобретения является создание способа получения палладийсодержащего катализатора гидрирования, который обеспечивает увеличение его каталитической активности.The objective of the present invention is to provide a method for producing a palladium-containing hydrogenation catalyst, which provides an increase in its catalytic activity.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в способе получения палладийсодержащего катализатора гидрирования путем восстановления двухвалентного палладия из исходного соединения и осаждения восстановленного палладия на углеродный наноматериал, причем в качестве исходного соединения используют водный раствор тетрааквапалладия (II) перхлората, используют водный раствор тетрааквапалладия (II) перхлората с концентрацией (1-5)×10-5 моль/л указанного вещества, а восстановленный палладий осаждают на углеродный наноматериал в количестве 0,1-0,5 мас.% от общей массы катализатора.According to the invention, this problem is solved due to the fact that in the method for producing a palladium-containing hydrogenation catalyst by reducing divalent palladium from the starting compound and depositing the reduced palladium on carbon nanomaterial, an aqueous solution of tetra-aquapalladium (II) perchlorate is used as the starting compound, an aqueous solution of tetra-aquapalladium ( II) perchlorate at a concentration (1-5) × 10 -5 mol / l of the substance, and the reduced palladium is precipitated on the carbon nanomaterial in The number of 0.1-0.5 wt.% of the total weight of the catalyst.
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."
Благодаря реализации отличительных признаков изобретения образуются нанокластеры палладия значительно меньших размеров, нежели согласно способу-прототипу. При концентрации в водном растворе тетрааквапалладия (II) перхлората менее 1×10-5 моль/л резко уменьшается сорбция нанокластеров палладия на наноуглеродном материале, при этом значительная часть нанокластеров палладия остается в растворе. При концентрации тетрааквапалладия (II) перхлората выше 5×10-5 моль/л происходит агрегация нанокластеров палладия, что обусловливает уменьшение каталитической активности продукта.Due to the implementation of the distinguishing features of the invention, palladium nanoclusters of significantly smaller sizes are formed than according to the prototype method. When the concentration of perchlorate tetra-aquapalladium (II) in an aqueous solution is less than 1 × 10 -5 mol / L, the sorption of palladium nanoclusters on nanocarbon material sharply decreases, while a significant part of the palladium nanoclusters remains in solution. At a concentration of tetra-aquapalladium (II) perchlorate above 5 × 10 -5 mol / L, aggregation of palladium nanoclusters occurs, which leads to a decrease in the catalytic activity of the product.
При осаждении восстановленного палладия на углеродный наноматериал в количестве менее 0,1 мас.% и более 0,5 мас.% от общей массы катализатора происходит резкое уменьшение каталитической активности.When the reduced palladium is deposited on carbon nanomaterial in an amount of less than 0.1 wt.% And more than 0.5 wt.% Of the total catalyst mass, a sharp decrease in catalytic activity occurs.
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. Установка для реализации способа содержит реактор 1 с перемешивающим устройством 2. Водород находится в баллоне 3. Реактор 1 соединен с манометрической установкой.The drawing shows the installation diagram for implementing the inventive method. 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 gauge installation.
Способ реализуют следующим образом.The method is implemented as follows.
В реактор 1 помещают водный раствор тетрааквапалладия (II) перхлората с содержанием 0,7 мл хлорной кислоты, в первом примере с концентрацией Pd+2aq 1×10-5 моль/л, во втором - 1,87×10-5 моль/л, в третьем - 2,83×10-5 моль/л, в четвертом - 5×10-5 моль/л и в пятом - 7,35×10-5 моль/л. Затем вносят углеродный наноматериал, в качестве которого может быть использован фуллерен С60, или катодный депозит, или углеродные нанотрубки, или углеродная сажа. В течение 0,5 часа осуществляют перемешивание. Восстановление двухвалентного палладия осуществляют путем пропускания через раствор водорода в течение 2 часов. В каждом примере восстановленный палладий осаждали на углеродный материал в следующих количествах от общей массы катализатора: 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 1,0.An aqueous solution of tetraacvapalladium (II) perchlorate containing 0.7 ml of perchloric acid is placed in reactor 1, in the first example with a concentration of Pd +2 aq 1 × 10 -5 mol / L, in the second - 1.87 × 10 -5 mol / l, in the third - 2.83 × 10 -5 mol / l, in the fourth - 5 × 10 -5 mol / l and in the fifth - 7.35 × 10 -5 mol / l. Then carbon nanomaterial is introduced, which can be used fullerene C 60 , or a cathode deposit, or carbon nanotubes, or carbon black. Stirring is carried out for 0.5 hours. The recovery of divalent palladium is carried out by passing through a solution of hydrogen for 2 hours. In each example, reduced palladium was deposited on the carbon material in the following amounts, based on the total weight of the catalyst: 0.05; 0.1; 0.2; 0.3; 0.4; 0.5; 1,0.
Определение удельной активности (моль Н2/моль Pd×сек) полученных катализаторов осуществляли на примере гидрирования рафинированного подсолнечного масла "Слобода".The specific activity (mol H 2 / mol Pd × sec) of the obtained catalysts was determined by the example of the hydrogenation of the Sloboda refined sunflower oil.
В реакционную колбу объемом 250 мл загружали 50 мл масла. В реактор вносили 25 мг соответствующего катализатора, затем смесь термостатировали при температуре 180°С, реактор вакуумировали и заполняли водородом при давлении 1 атм; вакуумирование реактора и заполнение его водородом осуществляли три раза. Процесс проводили при постоянном перемешивании в течение 1,5 часов. Скорость процесса контролировали газометрическим методом по количеству поглощенного водорода. Результаты приведены в таблицах 1-5.50 ml of oil was charged into a 250 ml reaction flask. 25 mg of the corresponding catalyst was introduced into the reactor, then the mixture was thermostated at a temperature of 180 ° C, the reactor was evacuated and filled with hydrogen at a pressure of 1 atm; the reactor was evacuated and filled with hydrogen three times. The process was carried out with constant stirring for 1.5 hours. The speed of the process was controlled by a gasometric method by the amount of absorbed hydrogen. The results are shown in tables 1-5.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007107056/04A RU2326731C1 (en) | 2007-02-15 | 2007-02-15 | Method for producing palladium containing catalyst of hydrogenation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007107056/04A RU2326731C1 (en) | 2007-02-15 | 2007-02-15 | Method for producing palladium containing catalyst of hydrogenation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2326731C1 true RU2326731C1 (en) | 2008-06-20 |
Family
ID=39637301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007107056/04A RU2326731C1 (en) | 2007-02-15 | 2007-02-15 | Method for producing palladium containing catalyst of hydrogenation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2326731C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2739257C2 (en) * | 2019-06-14 | 2020-12-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской Академии наук (ФГБУН ИПХФ РАН) | Method of producing 5-methyl-3-heptanone and polyfunctional catalyst |
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 |
-
2007
- 2007-02-15 RU RU2007107056/04A patent/RU2326731C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2739257C2 (en) * | 2019-06-14 | 2020-12-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской Академии наук (ФГБУН ИПХФ РАН) | Method of producing 5-methyl-3-heptanone and polyfunctional catalyst |
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 |
---|---|---|
EP3235804B1 (en) | Method for purifying 1,5-pentanediamine | |
CN102432565B (en) | Method for preparing 2-hydroxyethylpiperazine | |
DE10048844A1 (en) | Process for the production of platinum metal catalysts | |
CN1082458A (en) | A kind of selection hydrogenation catalyst and purposes that contains the 3rd main group and the 8th family's metal | |
CN112898164B (en) | Method for preparing 1, 6-hexamethylene diamine from 5-hydroxymethylfurfural | |
CN112371173B (en) | Platinum-carbon catalyst applied to hydrogenation of m-nitrobenzenesulfonic acid and preparation method thereof | |
CN102631932A (en) | Nickel-base metal catalyst for preparing hydrogen by hydrazine decomposition at room temperature, as well as preparation and application thereof | |
CN113731465A (en) | Pd/N-CNTs catalyst, and preparation method and application thereof | |
CN115304489A (en) | Method for synthesizing parachloroaniline through catalytic hydrogenation of parachloronitrobenzene | |
CN113877630B (en) | Catalyst for preparing bis [ (3-dimethylamino) propyl ] amine and application thereof | |
RU2326731C1 (en) | Method for producing palladium containing catalyst of hydrogenation | |
CN1496960A (en) | Use of catalyst of synthetic ammonia | |
CN104140480B (en) | Method for preparing polycyclohexylethylene by polystyrene hydrogenation | |
CN108043467B (en) | Mercury-free catalyst for improving yield of chloroethylene and preparation method thereof | |
CN1077098C (en) | Method of simultaneously producing 6-aminocapronitrile and hexamethylenediamine | |
KR20200082915A (en) | Carbon-based noble metal-transition metal complex catalyst and preparation method thereof | |
RU2240182C1 (en) | Palladium-containing hydrogenation catalyst preparation method | |
CN103480405B (en) | A kind of macropore carbonization Raney nickel and its preparation method and application | |
RU2258561C1 (en) | Palladium-containing hydrogenation catalyst preparation method | |
CN1226256C (en) | Method for producing adamantanol and adamantanone | |
CN1910208A (en) | Method for the hydrogenation of unsaturated polymers containing double bonds | |
CN1114585C (en) | Bimetal resin type catalyst and its preparing process | |
CN1872410A (en) | Palladium charcoal catalyst in cyclohexanone class converted from phenols class, preparation method, and application | |
CN1310129A (en) | Zns photocatalyst, its producing method and method for producing hydrogen using with the same catalyst | |
CN113680370A (en) | Preparation method and application of single-atom catalyst for synthesizing 1, 2-dimethyl cyclohexanedicarboxylate from dimethyl phthalate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160216 |