过氧化氢合成用工作溶液的再生催化剂的制作方法

本发明涉及一种过氧化氢合成用工作溶液的再生催化剂、所述再生催化剂的制造方法以及工作溶液的再生方法，尤其涉及一种作为在过氧化氢制造用工作溶液的再生工程中所使用的催化剂的利用尖晶石载体的钯催化剂、所述催化剂的制造方法以及利用所述催化剂的工作溶液的再生技术，本发明的催化剂在再生反应以及加氢反应中呈现出高效率以及较高的物理/化学耐久性。

背景技术：

1、过氧化氢是一种在如半导体、医药品以及化学物质的合成等多种领域使用的化合物。过氧化氢可以通过利用氢以及氧的直接合成法或利用蒽醌类化合物连续执行加氢以及氧化工程的蒽醌法进行制造。利用蒽醌法的过氧化氢制造技术如下所述。

2、

3、即，通过对将烷基蒽醌(通常为2-乙基-蒽醌，称之为eaq)溶解到适当的有机溶剂中的工作溶液(ws，working solution)重复执行加氢以及氧化工程而制造出过氧化氢。在按照如上所述的方式重复执行加氢以及氧化工程时，作为副产物的如四氢蒽醌(thaq)等将蓄积在工作溶液中，而且沉积在催化剂内部的焦炭还会造成催化剂的失活，从而导致过氧化氢的制造以及再生效率的下降。

技术实现思路

1、尤其是，当制造在用于将副产物即四氢蒽醌(thaq)再生成为蒽醌的工程中使用的钯类催化剂时，为了对载体的酸性位点进行控制而同时投入如镁等助催化剂，但是伴随着催化反应的重复执行，被固定到载体中的助催化剂将缓缓地从催化剂脱离，从而导致再生反应的活性逐渐降低的问题，因此为了确保催化剂的耐久性，担载到载体中的金属的附着力变得至关重要。因此，本发明拟达成的技术课题在于提供一种可以在过氧化氢工作溶液的再生反应或过氧化氢的制造工程中使用的具有耐酸性以及耐久性的钯催化剂以及所述催化剂的制造方法。

2、本发明人为了解决所述课题，尤其使用了对催化剂的酸性位点以及气孔结构进行控制的载体，通过在载体内部包含环状的钯活性层而提升了载体内的活性金属的密度，还通过导入辅助金属而提升了钯粒子的分散度，并借此达成了提升反应活性的结果。此外，本发明的催化剂在载体内部包含活性金属，从而对反应过程中因为磨损而导致的活性金属的损失，并借此提升了催化剂的耐久性。

3、因此，所述课题可以通过适用尖晶石结构的载体的耐酸性以及耐热性的钯催化剂解决。此外，所述课题可以通过适用为了提升钯分散性而担载到尖晶石结构的载体中的辅助金属的钯催化剂解决。此外，可以通过载体内部的环状结构的钯催化剂改善耐久性/活性稳定性。

4、本发明提供一种在尖晶石结构体的载体上担载钯以及辅助金属的形态的过氧化氢合成用工作溶液的再生或过氧化氢合成催化剂。非限制性地，所述尖晶石结构体可以从作为铝类尖晶石结构体的mgal2o4、znal2o4、caal2o4、feal2o4、(mg,zn)al2o4以及(mg,fe)al2o4中选择。此外，所述尖晶石结构体可以是还含有氧化铝的氧化铝-尖晶石复合氧化物。在本发明的催化剂中，所述辅助金属可以从由铈、钙、钡、锶、锆、钛、镭、硅以及铝构成的组中选择。本发明的催化剂载体还可以包含从氯、磷以及氟构成的组中选择的一种以上的卤素成分。在本发明中，所述载体内部的钯可以与载体表面相距一定间隔并以环状形态存在，具体来讲，所述载体内部的钯可以与载体表面相距5～10μm存在。在本发明的催化剂中，作为活性成分的钯可以在所述载体中以0.005～0.16wt％/m2的活性密度存在，所述辅助金属可以在所述载体中以0.0001～0.002wt％/m2的密度均匀存在，可选地，所述卤素成分可以在所述载体中以0.004～0.04wt％/m2的密度均匀存在。在本发明的催化剂中，所述载体可以具有7～14nm的气孔大小、0.2～0.5m3/g的气孔体积以及70～200m2/g的比表面积。

5、根据本发明的催化剂，可以通过对在载体内部诱发副反应的酸性点位进行抑制而提升反应选择性，而且活性金属在载体内部具有集中的环状结构，还可以通过导入辅助金属而诱导钯的高分散化。根据本发明的催化剂，使用了通过在载体骨架内包含镁而可以在对催化剂进行再利用时防止镁发生脱离的铝酸镁尖晶石结构，而且可以通过使用辅助金属并使得钯位于其上方而提升其分散度并借此增加钯的活性点数量，从而将反应活性极大化。此外，可以在反应过程中发生催化剂的物理磨损时保存钯活性金属，从而确保高度的耐久性。

技术特征：

1.一种催化剂，

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的催化剂，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：

9.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：

10.根据权利要求5所述的催化剂，其特征在于：

11.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种过氧化氢合成用工作溶液的再生催化剂、所述再生催化剂的制造方法以及工作溶液的再生方法，尤其涉及一种作为在过氧化氢制造用工作溶液的再生工程中所使用的催化剂的利用尖晶石载体的钯催化剂、所述催化剂的制造方法以及利用所述催化剂的工作溶液的再生技术，本发明的催化剂在再生反应以及加氢反应中呈现出高效率以及较高的物理/化学耐久性。

技术研发人员：金浩东,姜东君,崔贤雅,刘英山,徐正民
受保护的技术使用者：喜星触媒株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13