The invention discloses preparation and application of porous carbon @Pd Al2O3@ TiO2 mesoporous composite microsphere catalyst. The catalyst structure of the invention is based on porous carbon microspheres, the middle layer is a Al2O3 layer containing nano palladium, and the outer layer is a mesoporous TiO2. The present invention is to prepare porous carbon microspheres, and then prepare aluminum sol containing nano palladium, hollow carbon microspheres, nano palladium aluminum sol, water and water mixed with water and heat treatment to get porous carbon @Pd Al2O3 microspheres. Then porous carbon @Pd Al2O3 microspheres and four butyl titanate, ethanol and water are mixed by hydrolysis and condensation to obtain porous carbon @Pd Al2O3@TiO2 Finally, the porous NaOH @Pd Al2O3@ mesoporous TiO2 composite microsphere catalyst was finally obtained by etching with the solution. The catalyst is a sandwich microsphere, and the nano palladium is evenly distributed and used in the catalytic oxidation of benzyl alcohol in aqueous solution. Under the condition of no basic additives and atmospheric oxygen as oxidant, the reactants and products have good diffusion, high activity, easy separation and good recycling.
【技术实现步骤摘要】
多孔碳@Pd-Al2O3@介孔TiO2微球催化剂及其制备和应用
本专利技术属于化学领域,具体涉及一种用水为溶剂,大气压力下氧气为氧化剂的苯甲醇氧化清洁生产苯甲醛的多孔碳@Pd-Al2O3@介孔TiO2微球催化剂的制备和应用。
技术介绍
苯甲醛是一种重要的中间体和工业原料,广泛用于医药中间体,香料、调料、染料等精细化学品的生产。工业生产苯甲醛是通过甲苯侧链氯化然后水解的氯化水解法和甲苯氧化法。氯化水解法会使苯甲醛产品中含有氯使其在医药、食品等行业的应用受到限制,同时生产过程会产生大量有害气体造成环境污染。而甲苯直接氧化法存在反应压力高,苯甲醛收率低,需要大量有机溶剂的问题,发展无氯苯甲醛的清洁生产工艺具有重要的工业意义,其中,以水为溶剂的苯甲醇气相氧化就是一种重要的苯甲醛清洁生产工艺。负载纳米钯催化剂是这一反应的活性催化剂。影响纳米钯催化剂的活性和可回收性的主要因素是钯纳米粒子在使用过程中会逐渐长大,从而逐渐失活,同时钯纳米粒子也会在长时间的液相反应环境中逐渐从载体流失进入到反应液中而逐渐失活。解决这一问题的途径是进一步改进催化剂制备工艺。当纳米钯负载于粉状介孔载体材料时,部分纳米钯活性中心会被载体包埋,载体的传质阻力大,反应物难以扩散到活性中心表面和其接触,负载的纳米钯活性中心没有充分发挥催化作用。而以钯纳米粒子为活性核,封装在多孔载体材料的壳层中的核-壳微球结构,在保护钯纳米粒子不会相互结合团聚成活性低的大颗粒上更具有优势。微球催化剂具有均匀组成,多孔载体形成介孔薄层壳对纳米钯有隔离作用,且分散在反应溶液中扩散阻力较小,反应物容易通过载体壳层扩散与活性中 ...
【技术保护点】
一种用于水溶液苯甲醇氧化的多孔碳@Pd‑Al2O3@介孔TiO2复合微球催化剂,其特征在于:以多孔碳微球为核,封装纳米钯的Al2O3层为中间层,介孔TiO2为壳层的复合微球结构,结构式为C@Pd‑Al2O3@m‑TiO2。
【技术特征摘要】
1.一种用于水溶液苯甲醇氧化的多孔碳@Pd-Al2O3@介孔TiO2复合微球催化剂,其特征在于:以多孔碳微球为核,封装纳米钯的Al2O3层为中间层,介孔TiO2为壳层的复合微球结构,结构式为C@Pd-Al2O3@m-TiO2。2.按权利要求1所述的一种用于水溶液苯甲醇氧化的多孔碳@Pd-Al2O3@介孔TiO2复合微球催化剂,其特征在于所述的纳米钯为活性成分,其他成分为载体;纳米钯的含量为载体质量的0.8~1.5%,纳米钯粒径为3-6nm。3.按权利要求2一种用于水溶液苯甲醇氧化的多孔碳@Pd-Al2O3@介孔TiO2复合微球催化剂,其特征在于所述的载体中,多孔碳的质量分数为30~40%,Al2O3的质量分数为20~30%,介孔TiO2的质量分数为30~40%。4.按权利要求1所述的一种用于水溶液苯甲醇氧化的多孔碳@Pd-Al2O3@介孔TiO2复合微球催化剂,其特征在于所述的微球催化剂结构式中,介孔TiO2层的介孔为3-7nm。5.一种用于水溶液苯甲醇氧化的多孔碳@Pd-Al2O3@介孔TiO2复合微球催化剂的制备方法,包括以下步骤:1)葡萄糖溶于水形成10%质量比的溶液,加入聚四氟乙烯内衬的水热釜中,180℃水热8-20h,经离心并用乙醇反复洗涤至离...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈丽娟,向育君,廖博,晏精青,佟占鑫,石亮,
申请(专利权)人:湖南科技大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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