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钯催化剂 ,又名二氯化亚钯,无水氯化物,用于制备特种催化剂、分子筛;600°C升华分解;其二水合物为深红色吸湿性晶体。可用作配制非导体材料镀层;制作气敏元件、分析试剂等。
钯催化剂是以贵金属为载体,以金属钯为活性组份,经过特殊工艺研制生产的新型催化剂。主要应用于于氢气中除氧,也可广泛应用于氮气,二氧化碳等惰性气体中的加氢除氧。该催化剂的大特点是大孔容,高抗压强度,大比表面积,活性高,选择性好,寿命长,可以连续再生使用。
钯催化剂的种类很多,简地可分为有载体的钯催化剂和无载体催化剂,在实际应用中,基本上都是有载体的钯催化剂,这些载体主要有各种氧化铝、沸石、碳载体等,在化工过程中主要应用在各种加氢还原过程。既有全加氢,也有选择加氢,既有气相过程、也有液相过程。这些典型的过程有:醇、醛、酸、酯、酸酐、芳烃、杂环化物中不饱和键的加氢饱和,加氢还原反应。例如乙烯、丙烯、丁烷丁烯馏分中炔烃、二烯烃的选择加氢脱除。采用含千分之几钯含量的氧化铝载体催化剂。反应条件一般在50~150℃,压力0.5~3MPa,气相或液相进行。又如醋酸或醋酸乙酯加氢生产乙醇,顺丁烯二酸酐加氢生产丁二酸,进一步加氢生产丁二醇。糠醛加氢脱羰基生产呋喃,进一步加氢生产四氢呋喃。一般采用含钯量在百分之几的钯含量的碳载体催化剂,成功地实现了大规模工业化生产。反应条件为苛刻的是对苯二甲酸中微量对羧基苯甲醛的脱除。对二甲苯氧化生产对苯二甲酸中含有0.1~0.5%的对羧基苯甲醛,后者的存在,影响聚酯的质量,必需去除至25ppm以下,采用含钯6%的钯—碳催化剂,在10MPa及200~300℃高温,对对苯二甲酸水溶液条件下进行加氢反应,实现了对苯二甲酸的精制。
钯是贵重金属,是重要的化工原料,国内储藏量及开采量有一定限度。废钯催化剂为钯宝贵的二次,有相当高的回收。根据我国发展现状和前的预测,在石化工业、聚酯工业、汽车环保等领域开展钯催化剂的回收生产将产生的经济效益。
钯合金可制成膜片(称钯膜)。钯膜的厚度通常为0.1mm左右。主要于氢气与杂质的分离。钯膜纯化氢的原是,在300—500℃下,把待纯化的氢通入钯膜的一侧时,氢被吸附在钯膜壁上,由于钯的4d电子层缺少两个电子,它能与氢生成不稳定的化学键(钯与氢的这种反应是可逆的),在钯的作用下,氢被电离为质子其半径为1.5×1015m,而钯的晶格常数为3.88×10-10m(20℃时),故可通过钯膜,在钯的作用下质子又与电子结合并重新形成氢分子,从钯膜的另一侧逸出。
废钯炭催化剂的回收与提纯:
我国制药工业生产强力的加氢反应使用钯-碳催化剂。它是以粉末状药用活性炭作载体,经与、盐酸及还原剂处后制得的。其含钯量在1%~2%(质量分数)。加氢反应完成后,催化剂失活,每天需要更换一次新的催化剂。再加上其他产品需要,钯催化剂的用量很大[2]。目前,国内钯有限,生产数量很少,远远不能满足需要。大部分仍靠进口。因此,处废钯催化剂以回收贵金属钯,对于解决钯短缺具有重要意义。
从废钯-炭催化剂中回收钯的方法有多种:王水回收法;氧化焙烧、盐酸浸出法;烧碱浸出法;焚烧炉系统法等。
1、废钯-炭催化剂回收工艺流程:废钯-炭催化剂回收钯的工艺流程如下:废钯-炭催化剂→焙烧→水合肼还原→王水溶解→赶硝→调氨→水合肼还原→海绵钯精制。
1)焙烧:先将失活的钯-炭催化剂研磨成100目细粉.用90℃热水浸泡1h。过滤干燥去除其中的外表杂质。再将其置于马弗炉中于550~600℃下焙烧2h,去除其中的有机杂质。
2)水合肼还原:称取7.5kg经培烧后的钯炭加适量水浸泡,加入300g氢氧化钠后升温,升温至80℃后,边搅拌边缓慢加入7.5L水合肼。保温3h后自然冷却,待温度降至30℃左右时,将上层清液吸出,再加适量纯化水混洗钯精渣,重复以上操作4~5次,将钯精渣洗至接近中性。
3)王水溶解:将钯精渣转移至硝化釜中,滴加已配好的王水。升温至80℃左右,计时反应3h。
王水配制方法:①配比1,硝酸为试剂硝酸,8.7kg硝酸+37.0kg盐酸;②配比2,硝酸为,6.3kg硝酸+39.0kg盐酸。 钯的回收率主要取决于王水溶解的操作条件,为此通过实验确定适宜的反应温度、反应时间和王水加入量。
4)反应温度对钯回收率的影响:在反应时间8h、钯精渣与王水(配比1)质量比为1∶8的条件下,钯回收率随反应温度的变化,反应温度低于60℃时,因反应速度太慢,钯不能被王水充分溶解,钯回收率只有86%左右。当反应温度为80~90℃时,钯回收率可提高到97%左右。因此,适宜的反应温度应为80~90℃。
对含钯废催化剂进行回收,既能减少环境污染,也能增加钯的利用率,降低生产成本,意义十分重大。含钯废催化剂中钯的回收方法钯的回收流程包括钯的浸出和浓缩提纯,有直接浸出法、焚烧法、萃取法、沉淀法、氯化法、电解电镀法、吸附法等。
钯是银白色过渡金属,较软,有良好的延展性和可塑性,能锻造、压延和拉丝。块状金属钯能吸收大量氢气,使体积显著胀大,变脆乃至破裂成碎片。常温下,体积海绵钯可吸收900体积氢气,体积胶体钯可吸收1200体积氢气。加热到40~50℃,吸收的氢气即大部释出,广泛地用作气体反应,特别是氢化或脱氢催化剂,还可制作电阻线、钟表用合金等。钯可由铂金属的自然合金分出
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