用過的鈀碳如何活化,以便下一次實驗繼續使用?
用甲醛、水合肼、羥胺和甲酸鈉等還原時,無須先對催化劑進行洗滌、干燥等處理,直接配制溶液加入,將鈀的氧化態還原到金屬鈀,使活性組分以高分散性的微小顆粒均勻分布在載體表面,這樣鈀在活性炭上形成一薄層,牢固地粘附在外表面,催化劑才具有的催化活性,用實驗用的溶劑或是乙醇反復洗幾次、多泡泡就可以了。鈀碳催化劑催化活性高、選擇性好,在石油化工、精細化工和有機合成中占有舉足輕重的地位。自從1872年發現鈀炭對苯環上的硝基加氫還原反應具有催化作用以來,鈀炭催化加氫以其流程簡、轉化率高、產率高和三廢少等優點,引起了國內外極大的關注,相繼有大量的專利及文獻報道。
在現今煉油、石油化工等工業催化反應中, 有很多的鈀催化反應, 尤其是氫化反應中的選擇加氫, 以及氧化反應中選擇氧化生產乙醛、醋酸乙烯、丙烯酸甲酯, 均廣泛采用和開發鈀催化劑。對石油重整反應, 鈀也是常選取的催化劑組分之一。在脫氫反應和異構化反應中, 雖多數應用貴金屬催化劑, 但主要是Pt , 直接用鈀的不多。
載體碳的酸處理
活性炭的灰分較高,一般用酸洗滌,大大降低活性炭載體的灰分含量 (特別是通過除去堿土金屬和 重金屬化合物),又使載體的表面官能化,這兩種性 能對所催化的化學反應和產物的選擇性都有有利影 響。用氫氧化鈉處理載體,因化學清洗作用和酸堿中和反應,活性炭表面的酚羥基、內酯基和羰基濃度隨之發生變化。活性炭的表面羧基在酸性或中性溶液中離解生成OH-,使溶液pH值升高至堿性,這有利于PdCl42-與按沉淀機理吸附在活性炭表面上。厲嘉云[5]提出經鹽酸、氫氧化鈉溶液或氨水處理的活性炭表面金屬鈀的平均粒徑從大到小順序為:Pd/C(HCl)、Pd/C(NaOH)、Pd/C(NH3·H2O)、Pd/C(未處理)。而Radkevich等認為,鈀分散度隨著載體上官能團堿性的增強而增大。經一NH2改性的活性炭為載體的Pd催化劑比酸性含氧基團改性的呈現更高的金屬分散度,在氫氣氧化中表現出更高的催化活性。
載體碳的氧化處理
鈀鹽在還原前先改變成不可溶化合物,避免金屬鹽 自溶液被還原成金屬時常會發生的晶體遷移和長大的問題。一般添加氧化劑對活性炭進行氧化預處理,一是對活性炭中的一些雜質進行選擇性氧化,使其變成可溶性鹽而除去,二是增加活性炭表面的—COO— (羧基)基 團,破壞活性炭表面上的還原性基團,使鈀金屬更易于在載體表面上的均勻分布,而且可以防止鈀金屬吸附時的直接還原,有效抑制貴金屬晶粒度的增大,可以采用過氧化氫和次氯酸鈉作為氧化劑。艾伯斯 ·P等提出,采用一種氧化劑如過氧化氫,在鈀鹽被炭還原前先進行水解 ,這樣改善了鈀的分布,獲得了高活性催化劑。黃偉等采用過氧化氫與次氯酸鈉的混合物作為氧化劑對活性炭進行氧化處理,改善了催化劑中鈀的吸附及鈀在載體表面的均勻分布。
我國鉑族金屬特點:
石品位低,鉑族元素以鉑、鈀為主,且鉑大于鈀。全國鉑族金屬的平均品位為0.796g/t,pt品位0.341g/t,pd品位0.386g/t,os+ir品位0.041g/t,rh+ru品位0.028g/t。以鉑族金屬為主的床,品位為1.468g/t,富品位2.33g/t;與銅鎳共生的鉑族金屬品位0.768g/t,銅鎳中伴生的鉑族金屬品位0.436g/t。國外幾個大型鉑床的平均品位為:南非布什維爾德雜巖3.1-17.1g/t,麥倫斯基層30~60g/t,俄羅里爾斯克6~350g/t,加拿大薩德伯里3.34g/t,美國斯蒂爾沃特147g/t。相比之下,我國鉑族金屬的品位是十分低的。

