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。
钯催化剂耐热性能好,可耐受900°C高温的短时期冲击,使用寿命长,平时在正常使用条件下,一般1-4年。
钯催化剂应用围较广,特别适用于化工、食品、机械、仪器仪表、家用电器、烘漆喷漆、汽车制造、彩钢制造、绝缘材料、制鞋、印刷等行业排放的含有芳烃、含氧等有机物及一氧化碳等有害废气的催化燃烧。
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。