多孔碳@Pd-Al2O3@介孔TiO2微球催化剂及其制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种多孔碳@Pd‑Al2O3@介孔TiO2复合微球催化剂制备及其应用。本发明专利技术催化剂结构是以多孔碳微球为核心，中间为含纳米钯的Al2O3层，外层为介孔TiO2。本发明专利技术主要先制备多孔碳微球，然后制备含纳米钯的铝溶胶；中空碳微球、含纳米钯铝溶胶、水混合后水热处理得到多孔碳@Pd‑Al2O3微球，再将多孔碳@Pd‑Al2O3微球和钛酸四丁酯，乙醇和水混合经水解缩聚得到多孔碳@Pd‑Al2O3@TiO2，最后经NaOH溶液蚀刻得到多孔碳@Pd‑Al2O3@介孔TiO2复合微球催化剂。本发明专利技术催化剂为夹心微球结构，纳米钯分布均匀，用于水溶液苯甲醇催化氧化反应，在无需任何碱性助剂，以常压氧气为氧化剂条件下，反应物和产物扩散性好，活性高，易于和产物分离，循环使用性好。

Porous carbon @Pd-Al2O3@ mesoporous TiO2 microsphere catalyst and its preparation and Application

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，部分纳米钯活本文档来自技高网...

【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