纳米晶体亚铬酸锌负载的纳米钯催化剂的合成和应用

摘要

本发明涉及新型纳米晶体亚铬酸锌负载的纳米钯催化剂的合成和应用。该催化剂包含铂族金属、金属氧化物和纳米氧化锌。合成了几种基于纳米晶体氧化锌的金属负载的催化剂组合物，并通过X-射线粉末衍射(XRD)、二氧化碳程序升温脱附(CO₂TPD)、和-196℃的氮吸附进行表征。与不同氧化物如Cr₂O₃、CrO₃、MgO和γ-Al₂O₃混合的Pd-负载的纳米ZnO在气相过程中在氢气流下于丙酮缩合中显示出高催化活性。该反应涉及丙酮的酸-碱偶联以形成异亚丙基丙酮，接着通过其氢化生成甲基异丁基酮(MIBK)。在MIBK生产期间的气相反应期间使用新型催化剂1wt％n-Pd/n-ZnCr₂O₄。在300～350℃时66％～77％的丙酮转化率下MIBK的选择性为70％～72％。二异丁基酮(DIBK)是主要的副产物，而MIBK+DIBK的总选择性高达88％。制备的催化剂显示稳定的活性且可重复長期使用。

主权项

一种制备催化剂的方法，包括：将七水硫酸锌、丙酮酸钠、碳酸氢钠和盐酸羟氨进行反应而生成纳米ZnO；在氮气流下煅烧铬氧化物而生成铬氧化物粉末；和将所述纳米ZnO和所述铬氧化物粉末按照一定比率混合而形成纳米ZnO/铬氧化物的混合物；所述方法进一步包括：通过机械搅拌将铂族金属盐溶解于无噻吩苯中；将所述纳米ZnO/铬氧化物混合物与溶解于无噻吩苯中的铂族金属盐混合以形成前催化剂；在室温真空下采用旋转蒸发器蒸发所述苯以干燥所述前催化剂；在350℃在管式马弗炉中于稳定氢气流下还原干燥的所述前催化剂；通过还原过程加热和冷却所述前催化剂以获得催化剂；以及将所述催化剂在氮气和氩气中的至少之一下储存于干燥器中直至进一步使用。