一种低卤素低碱金属含量的硝酸钯溶液的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及催化剂制备领域，本发明专利技术公开了一种低卤素低碱金属含量的硝酸钯溶液的制备方法及其应用。该制备方法包括：将1份钯粉、1

【技术实现步骤摘要】
一种低卤素低碱金属含量的硝酸钯溶液的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及催化剂制备领域，尤其涉及一种低卤素低碱金属含量的硝酸钯溶液的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]贵金属钯的盐类化合物是重要的工业催化剂，在汽车工业、电子工业以及环保领域里有着不可替代的作用。钯盐溶液作为钯催化剂的前驱体，在我国有着巨大的市场，并已经产生许多重要的作用。
[0003]硝酸钯作为一种新型的钯催化剂，在汽车尾气处理、许多化工产品生产上有着独特高效的用处，在国内有着很大的市场前景。而国内市售的硝酸钯却存在一些常见问题，比如：杂质卤素离子、碱金属离子含量过高，溶液酸度过高且重现性差等。这也是目前国内硝酸钯溶液大部分为进口品牌的重要原因之一。因此，寻找一个可以量产且反应条件温和的硝酸钯制备方法，具有重要意义的。
[0004]国家标准对原料海绵钯有严格的化学成分标准，对物理形态如外观只规定为灰色海绵状金属，所以在直接用硝酸制备硝酸钯溶液时受钯粉粒径形貌和表面氧化物的影响导致每批次硝酸溶解程度不一，产品质量与进口品牌产品存在差距。国内报道一种方法通过引入助溶剂保证溶解完全，如沈阳有色金属研究院报道加入用盐酸、次氯酸、双氧水按一定比例配制的助溶剂来促进钯在硝酸中溶解(CN 105984905 B)，无锡威孚环保催化剂有限公司报道硝酸溶解是加入少量盐酸使金属钯完全溶解成硝酸钯，而且氯相对于钯的质量百分比含量可以低于0.05％(CN 102557156 A)。但是该些方法在方便了钯溶解的同时，不可避免地加入了氯离子且未去除，而氯离子是生产硝酸钯时需要着力避免的一种杂质。
[0005]现有技术中还有一种方法是通过改变海绵钯的状态使钯活化，然后溶于硝酸。例如昆明贵研催化剂有限责任公司将钯粉原料用少量王水进行控量溶解处理，再用还原剂活化处理后得到活性钯粉，在不加任何助剂的情况下，活性钯粉与硝酸反应生成硝酸钯产品(CN 103553156A)。昆明贵益金属材料有限公司的报道(CN 104815686 B)采用王水溶解后加氨水水解再洗涤氯离子，然后溶于硝酸的方法。但是该些方法活化过程中存在活化钯中间体难以洗涤去除氯离子的问题，不利于大规模放大，同样存在氯离子偏高问题。
[0006]针对现有硝酸钯溶液生产中存在的上述问题，亟需开发出一种低卤素低碱金属含量且反应条件温和的硝酸钯溶液的制备新工艺，从而有利于大规模生产。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种低卤素低碱金属含量的硝酸钯溶液的制备方法及其应用。本专利技术提供了一种全新的硝酸钯溶液制备方法，该方法制得的硝酸钯溶液中卤素(氯)及碱金属(钠)含量极低，可有效解决现有硝酸钯制备过程中氯、钠离子难以有效去除的技术问题，同时该制备方法条件温和，有利于工业实际量产。
[0008]本专利技术的具体技术方案为：
第一方面，本专利技术提供了一种低卤素低碱金属含量的硝酸钯溶液的制备方法，包括以下步骤：在反应容器中加入1重量份钯粉、1
‑
5份重量份盐酸溶液和1
‑
3份重量份氯酸钠，加热搅拌，钯粉溶解并被氧化生成六氯钯酸钠溶液；降温后加碱中和，生成活化型高价位的四氢氧化钯沉淀；将所述四氢氧化钯沉淀洗涤至碱金属和氯离子含量均小于0.005wt％；然后将1重量份洗涤后的四氢氧化钯沉淀与1
‑
3重量份硝酸和0.1
‑
2重量份双氧水混合，待沉淀溶解后，获得绛红色均一的硝酸钯溶液。
[0009]本专利技术中涉及的化学反应如下：Na2PdCl6+4NaOH＝Pd(OH)4+6NaClPd(OH)4+H2O2+2HNO3＝Pd(NO3)2+4H2O+O2在上述过程中，本专利技术将六氯钯酸钠与碱反应生成活化型高价位的四氢氧化钯沉淀。该沉淀颜色为棕黑色，可在室温下迅速溶解于硝酸和双氧水的混合液中，放出热量，生成硝酸钯。其中，我们通过研究发现：一方面，相较于二氢氧化钯含水胶体沉淀在水中会形成不易过滤分离的悬浊液，四氢氧化钯沉淀为非含水胶体，在洗水中易沉淀易过滤，因此更容易洗去可溶于水的碱金属和氯离子，可使它们的含量均小于0.005％；另一方面，四氢氧化钯沉淀较二氢氧化钯更容易在硝酸和双氧水中彻底溶解，过程可控，质量稳定。因此本专利技术方法适合工业化量产，且所得硝酸钯中的碱金属以及卤素含量极低。
[0010]作为优选，所述盐酸溶液的浓度为6
‑
12M。
[0011]作为优选，所述加热搅拌的温度为55
‑
65℃，氧化反应时间范围为0.5
‑
2h。
[0012]作为优选，所述降温后降至室温。
[0013]作为优选，所述加碱中和后所得液体的pH为10
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14。
[0014]本专利技术人发现将pH控制在上述范围内，所形成的沉淀颗粒较大，易于后续操作。
[0015]作为优选，所述碱为氢氧化钠溶液。
[0016]本专利技术选择氢氧化钠作为碱，引入的钠离子与反应体系中相同，故不会引起新的杂质元素。
[0017]作为优选，将所述四氢氧化钯沉淀洗涤至碱金属和氯离子含量均小于0.001wt％。
[0018]作为优选，所述双氧水的浓度范围为25
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35wt％。
[0019]作为优选，所述沉淀在室温下溶解。
[0020]该沉淀在室温下即可溶解，因此制备条件温和，能耗低，适于规模化量产。
[0021]第二方面，本专利技术的硝酸钯溶液或以其为原料制备的Pd
‑
Ti3C2非均相催化剂在过氧叔丁醇分解反应中的应用。
[0022]作为优选，Pd
‑
Ti3C2非均相催化剂的制备方法包括：(A)先向反应器中添加LiF和盐酸溶液并搅拌至LiF完全溶解，再分批次加入Ti3AlC2；然后在50
‑
60℃的搅拌条件下进行刻蚀反应；反应结束后离心处理，将所得沉淀Ti3C2水洗至中性，然后再将其超声分散于水中，获得Ti3C2剥离液，添加聚二甲基二烯丙基氯化铵，加热至40
‑
50℃搅拌反应，反应结束后离心处理，立即将所得沉淀改性Ti3C2洗涤后重新超声分散于水中，获得改性Ti3C2剥离液。
[0023](B)向改性Ti3C2剥离液中添加5
‑
叠氮
‑2‑
甲酰基苯磺酸钠并搅拌均匀；然后静置，过滤，取湿润沉淀，获得吸附有5
‑
叠氮
‑2‑
甲酰基苯磺酸钠的改性Ti3C2，将湿润沉淀散开后置于紫外光照射的环境中，干燥，粉碎，获得膨胀改性Ti3C2。
[0024](C)将膨胀改性Ti3C2浸渍于硝酸钯溶液中，浸渍后取出干燥，锻烧，还原气氛下还原处理，得到Pd
‑
Ti3C2非均相催化剂。
[0025]Ti3AlC2是一类三元层状化合物，具体结构为Ti3C2层和Al原子层交替叠加。其中，Ti3C2层和Al原子层之间的结合较弱。本专利技术利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低卤素低碱金属含量的硝酸钯溶液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：在反应容器中加入1重量份钯粉、1
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5重量份盐酸溶液和1
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3重量份氯酸钠，加热搅拌，钯粉溶解并被氧化生成六氯钯酸钠溶液；降温后加碱中和，生成四氢氧化钯沉淀；将所述四氢氧化钯沉淀洗涤至碱金属和氯离子含量均小于0.005wt%；然后将1重量份洗涤后的四氢氧化钯沉淀与1
‑
3重量份硝酸和0.1
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2重量份双氧水混合，待沉淀溶解后，获得低卤素低碱金属含量的硝酸钯溶液。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述盐酸溶液的浓度为6
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12M。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述加热搅拌的温度为55
‑
65℃，氧化反应时间范围为0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚洪，林桂燕，沈强，殷程恺，李树贵，郑根路，谢海辉，
申请(专利权)人：浙江凯大催化新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：