通过控制氯钯酸前驱体浓度合成高活性钯纳米催化剂的方法与流程

本发明属于钯纳米催化剂技术领域，具体涉及一种通过控制氯钯酸前驱体浓度合成高活性钯纳米催化剂的方法。

背景技术：

苯甲醛是许多精细化学品的起始原料，同时它也是一种重要的精细化工中间体，广泛应用于农药、医药、染料以及化妆品等行业。我国对苯甲醛的需求量逐年递增，特别是对无氯高品质苯甲醛的需求量将大为增长，因此，生产高附加值的苯甲醛具有重要意义。在不同类型的醇氧化催化剂中，钯催化剂被研究最多，催化性能也较好。另外，钯催化剂也能够催化氧化很多类型的醇类，包括芳香醇、烯丙基醇、脂肪醇以及含有杂原子(比如S、N、O)的醇类。因此，本研究工作主要基于钯纳米粒子作为催化活性组分。钯纳米催化剂虽然在醇氧化反应中具有较好的催化活性，但是由于钯纳米粒子较活泼，在制备过程或者反应过程容易发生团聚或流失现象，导致催化剂活性下降，甚至失活。因此，如何制备高活性和高稳定的钯纳米催化剂至关重要。为了解决这个问题，本研究工作利用前驱体浓度是影响钯纳米粒子尺寸、结构和稳定性的主要因素，通过调控氯钯酸酸酸前驱体浓度优化催化剂制备工艺，合成出具有良好催化性能的钯纳米催化剂。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供了一种通过控制氯钯酸前驱体浓度合成高活性钯纳米催化剂的方法，该方法制得的钯纳米催化剂在苯甲醇氧化反应制备苯甲醛反应中表现出优异的催化性能，制备方法简单，苯甲醇转化率较高，对产物苯甲醛的选择较高，并且制得的钯纳米催化剂具有良好的稳定性。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，通过控制氯钯酸前驱体浓度合成高活性钯纳米催化剂的方法，其特征在于具体步骤为：以1g聚苯并噁嗪树脂为载体，加入32mL摩尔浓度为3.0mmol L^-1的H2PdCl4水溶液，于室温下搅拌反应6h，分离后的固体物质置于50℃的烘箱中干燥24h，再在氩气气氛下于500℃热处理制得高活性钯纳米催化剂，该钯纳米催化剂用于在氧化剂氧气条件下催化苯甲醇氧化反应制备苯甲醛，其中苯甲醇与钯纳米催化剂的投料摩尔比为200:1，于80℃反应2h，苯甲醇的转化率为100％，产物苯甲醛的选择性也为100％。

本发明通过控制氯钯酸前驱体浓度合成高活性钯纳米催化剂，制备工艺简单，在苯甲醇氧化反应中具有优异的催化活性。在氧气为氧化剂，80℃和2h的条件下，苯甲醇不仅被全转化，而且对产物苯甲醛的选择性也为100％。与现有技术相比，本发明优势主要体现在：使用该方法制备的钯纳米催化剂，制备工艺简单、节能，而且在苯甲醇氧化反应中的催化性能好，反应速率快。

附图说明

图1是实施例3制得钯纳米催化剂的SEM图；

图2是实施例3制得钯纳米催化剂催化苯甲醇氧化反应制备苯甲醛的催化效果曲线。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

以1g聚苯并噁嗪树脂为载体，加入48mL摩尔浓度为2.0mmol L^-1的H2PdCl4水溶液，于室温下搅拌反应6h，分离后的固体物质置于50℃的烘箱中干燥24h，再在氩气气氛下于500℃热处理制得高活性钯纳米催化剂，该钯纳米催化剂用于在氧化剂氧气条件下催化苯甲醇氧化反应制备苯甲醛，其中苯甲醇与钯纳米催化剂的投料摩尔比为200:1，于80℃反应2h，苯甲醇的转化率为80.5％。

实施例2

以1g聚苯并噁嗪树脂为载体，加入96mL摩尔浓度为1.0mmol L^-1的H2PdCl4水溶液，于室温下搅拌反应6h，分离后的固体物质置于50℃的烘箱中干燥24h，再在氩气气氛下于500℃热处理制得高活性钯纳米催化剂，该钯纳米催化剂用于在氧化剂氧气条件下催化苯甲醇氧化反应制备苯甲醛，其中苯甲醇与钯纳米催化剂的投料摩尔比为200:1，于80℃反应2h，苯甲醇的转化率为25.9％。

实施例3

以1g聚苯并噁嗪树脂为载体，加入32mL摩尔浓度为3.0mmol L^-1的H2PdCl4水溶液，于室温下搅拌反应6h，分离后的固体物质置于50℃的烘箱中干燥24h，再在氩气气氛下于500℃热处理制得高活性钯纳米催化剂，该钯纳米催化剂用于在氧化剂氧气条件下催化苯甲醇氧化反应制备苯甲醛，其中苯甲醇与钯纳米催化剂的投料摩尔比为200:1，于80℃反应2h，苯甲醇的转化率为100％，产物苯甲醛的选择性也为100％。

实施例4

以1g聚苯并噁嗪树脂为载体，加入24mL摩尔浓度为4.0mmol L^-1的H2PdCl4水溶液，于室温下搅拌反应6h，分离后的固体物质置于50℃的烘箱中干燥24h，再在氩气气氛下于500℃热处理制得高活性钯纳米催化剂，该钯纳米催化剂用于在氧化剂氧气条件下催化苯甲醇氧化反应制备苯甲醛，其中苯甲醇与钯纳米催化剂的投料摩尔比为200:1，于80℃反应2h，苯甲醇的转化率为91％。

实施例5

以1g聚苯并噁嗪树脂为载体，加入16mL摩尔浓度为6.0mmol L^-1的H2PdCl4水溶液，于室温下搅拌反应6h，分离后的固体物质置于50℃的烘箱中干燥24h，再在氩气气氛下于500℃热处理制得高活性钯纳米催化剂，该钯纳米催化剂用于在氧化剂氧气条件下催化苯甲醇氧化反应制备苯甲醛，其中苯甲醇与钯纳米催化剂的投料摩尔比为200:1，于80℃反应2h，苯甲醇的转化率为51％。

实施例6

以1g聚苯并噁嗪树脂为载体，加入12mL摩尔浓度为8.0mmol L^-1的H2PdCl4水溶液，于室温下搅拌反应6h，分离后的固体物质置于50℃的烘箱中干燥24h，再在氩气气氛下于500℃热处理制得高活性钯纳米催化剂，该钯纳米催化剂用于在氧化剂氧气条件下催化苯甲醇氧化反应制备苯甲醛，其中苯甲醇与钯纳米催化剂的投料摩尔比为200:1，于80℃反应2h，苯甲醇的转化率为41％。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。