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JPH06190277A - パラジウム触媒の製造方法 - Google Patents

パラジウム触媒の製造方法

Info

Publication number
JPH06190277A
JPH06190277A JP3331112A JP33111291A JPH06190277A JP H06190277 A JPH06190277 A JP H06190277A JP 3331112 A JP3331112 A JP 3331112A JP 33111291 A JP33111291 A JP 33111291A JP H06190277 A JPH06190277 A JP H06190277A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
palladium
catalyst
aqueous solution
sodium silicate
reduction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3331112A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Hiyamizu
真 冷水
Gen Takagi
弦 高木
Satoshi Yada
智 矢田
Enka Sai
延華 崔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIKKO S C KK
Original Assignee
NIKKO S C KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NIKKO S C KK filed Critical NIKKO S C KK
Priority to JP3331112A priority Critical patent/JPH06190277A/ja
Publication of JPH06190277A publication Critical patent/JPH06190277A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】二塩化パラジウム水溶液にけい酸ナトリウム水
溶液を加えて水酸化パラジウムを析出させ、これを還元
処理するパラジウム触媒の製造方法。 【効果】本発明の方法によって得られる接触還元パラジ
ウム触媒は、優れた触媒活性を有し、水素接触還元にお
いてシンタリング現象を伴うことがなく、長期にわたっ
て安定且つ高い触媒活性が保たれるので、特に、流動床
や固定床用の還元触媒として極めて有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、有機化合物の水素化還
元触媒として有用なパラジウム触媒を製造する方法に関
し、特に、触媒活性と耐久性の優れた金属パラジウム触
媒の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】パラジウム触媒は、水素添加反応用還元
触媒として有用であり、広く利用されている。従来、そ
のパラジウム触媒は、例えば、二塩化パラジウムの水溶
液に水酸化ナトリウム水溶液又はアンモニア水溶液のよ
うなアルカリ性水溶液を加えて水酸化パラジウムを析出
させ、その際あるいはその後、適切な還元剤と接触させ
るか還元処理を行って金属パラジウム触媒に調製されて
いる。また、パラジウム触媒は、工業的には、通常、シ
リカゲル,アルミナ,けいそう土あるいは活性炭のよう
な粒状担体に担持させて用いられる。
【0003】しかし、このような水酸化ナトリウム水溶
液やアンモニア水溶液によって析出させ調製されたパラ
ジウム触媒は、その融点より可なり低い温度条件下で焼
結し易く、加熱条件下での水素化還元反応において、い
わゆるシンタリングによって容易に触媒活性が低下する
という欠点があり、そのような工業的に著しく不都合な
現象は解消されていない。そのため調製された触媒寿命
も比較的短く、従ってシンタリング現象を伴わない耐久
性に優れ、高い触媒活性を有する改善されたパラジウム
触媒の開発が要望されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、加熱条件下での水素添加反応において、特に、シン
タリング現象により触媒活性が低下することがなく、高
い触媒活性を長期にわたって保持し得る耐久性、すなわ
ち触媒寿命の優れたパラジウム触媒を提供することにあ
る。また、他の課題は、そのような優れたパラジウム触
媒を効果的且つ工業的に有利に製造する方法を提供する
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
が解決される金属パラジウム触媒の製造方法について多
くの製造研究を重ねた結果、実用的に極めて望ましいパ
ラジウム触媒の効果的製造方法を見出した。
【0006】すなわち、本発明は、二塩化パラジウム水
溶液にけい酸ナトリウム水溶液を加えて水酸化パラジウ
ムを析出させ、これを還元処理するパラジウム触媒の製
造方法又はけい酸ナトリウム水溶液を加える二塩化パラ
ジウム水溶液に、パラジウム触媒を担持させる担体を存
在させて同様に操作するパラジウム担持触媒の製造方法
を提供するものである。
【0007】上記のような本発明の方法は、二塩化パラ
ジウムの水溶液から水酸化パラジウムを析出させる反応
剤として、けい酸ナトリウムを用いることに技術的特徴
ないし新規性を有するものである。また、本発明の方法
は、その析出操作において、水媒体系に分散状の担体粒
子を分散存在させることにより、析出する水酸化パラジ
ウム微粒子が担体粒子表面に効果的に沈着し、工業的に
望ましいパラジウム担持触媒が得られるという実用上の
利点を有するものである。
【0008】本発明の方法において、パラジウム源とし
て用いられる二塩化パラジウム(以下、単に塩化パラジ
ウムと称する。)は、例えば、0.1〜2%程度の水溶
液に調製される。この調製においては、通常、水をかき
混ぜめながら加温条件下に、塩化パラジウムを完全に溶
解させるが、溶解を容易にするために、少量の塩酸のよ
うな酸類を予め加えておくことが操作上有利であり、ま
た、例えば、還元性を有するぎ酸を含有させることも好
ましい。
【0009】水溶液中に溶解している塩化パラジウムを
中和して水酸化パラジウムとして析出させるには、これ
まで水酸化アルカリ類が用いられたが、本発明方法にお
いてはけい酸ナトリウムが用いられる。そのけい酸ナト
リウムは、通常0.05〜0.5N程度の比較的希薄な
水溶液が好ましく使用される。けい酸ナトリウム塩は、
その組成は一定していないが、単一物質として得られて
いる、例えば、メタけい酸ナトリウム(NaSi
),オルトけい酸ナトリウム(NaSiO),
二けい酸ナトリウム(NaSi)や四けい酸ナ
トリウム(NaSi)等はいずれも使用するこ
とができる。それらは単独で使用してもよいし、二種以
上を組み合わせて用いてもよい。
【0010】本発明方法においては、これらけい酸ナト
リウムは、水溶液に調製されて水酸化パラジウムの析出
に適用される。アルカリ性を有するけい酸ナトリウム水
溶液は、その濃度があまり濃いと析出する水酸化パラジ
ウムの微粒子の大きさが不均一となり易く、また、あま
り薄いと析出反応に時間がかかるばかりでなく、生成し
た水酸化パラジウムの凝集性が小さくなり、濾過及び精
製等の後処理の作業性が悪くなるので好ましくない。実
用的に望ましい濃度は、0.05〜0.5モル程度あ
る。
【0011】水に溶解して調製された塩化パラジウム水
溶液は、例えば、水浴で加温しながらマグネチックスタ
ラーでかき混ぜ、その中にアルカリ性中和反応剤として
けい酸ナトリウムの水溶液をゆっくり滴下して水酸化パ
ラジウムを析出させる。塩化パラジウム水溶液は、その
pHが5付近で茶褐色の水酸化パラジウムを析出しはじ
めるが、微アルカリになるまで滴下した後しばらく中止
し、液が経時的に酸性になったら再度滴下して微アルカ
リ性にする。このようにして液が酸性に戻らなくなるま
でけい酸ナトリウムの水溶液を加える。この中和加水分
解の反応速度は比較的遅いので、多少時間をかけて行う
ことが要求される。その滴下終了の時点は、例えば、p
H試験紙等で容易に確認することができる。
【0012】滴下を完了した後、更に約1時間加熱撹拌
を続け、中性ないし微アルカリ性の液を冷却して沈殿物
を、好ましくは吸引濾別して、良く水洗し脱水乾燥させ
る。次いで、この乾燥水酸化パラジウムを粉砕し、還元
処理、例えば、水素ガスの加圧接触還元装置を用いて還
元処理して水酸化パラジウムを金属パラジウムに変換さ
せる。得られた微粉状パラジウム触媒は、水洗乾燥して
水素接触還元反応用触媒に供される。
【0013】本発明の方法は、塩化パラジウム水溶液中
にけい酸ナトリウムを滴下する前に担体粒子を含有さ
せ、かき混ぜ分散状態においてけい酸ナトリウム水溶液
を加えるパラジウム担持触媒の製造法を包含する。ま
た、そのような担体としては、例えば、活性炭,活性白
土,アルミナゲル,シリカゲル,けいそう土等を挙げる
ことができ、その他通常知られた触媒担持用物質も含ま
れる。これらの担体の使用量は、その種類によって多少
異なるが、表面に沈着する金属パラジウムの約5〜10
0重量倍程度が好都合に用いられる。
【0014】
【作用】本発明の方法は、還元触媒能を阻害するナトリ
ウムの残留が極めて少なく、従って、触媒活性の優れた
パラジウム触媒を容易に提供することができ、しかも、
得られた触媒は、水素接触還元においてシンタリング現
象を伴うことなく、その高い触媒活性を長期にわたって
安定に保持する。
【0015】
【実施例】次に、本発明の方法を具体例により、更に詳
細に説明する。なお、例中の%は、特にことわらない限
り、重量による。 実施例 1 500ccのビーカーに水100ccと塩化パラジウム
1gを入れ、更にこれに1規定塩酸5ccを加えて水浴
上で加温しながら、かき混ぜ条件下に塩化パラジウムを
完全に溶解した。一方、けい酸ナトリウム(NaSi
)12.2gを1000ccの水に溶解して0.1
モルの水溶液を調製した。
【0016】上記塩化パラジウム水溶液を水浴上で80
〜90℃の温度範囲に保持しつつ、かき混ぜながら上記
のけい酸ナトリウム水溶液を少量ずつ滴下し、茶褐色の
水酸化パラジウムを析出させた。液のpHをpH試験紙
(Merck社製のブリムチモールブルー試験紙)で調
べ、微アルカリ性になったら滴下を止め、放置して経時
的に液が酸性側に戻ったらまた滴下を行い、液が酸性側
に戻らないことを確認して滴下を停止した。使用したけ
い酸ナトリウム水溶液の量は、約25ccであった。こ
の液を、更に加温しながら約1時間かき混ぜたのち、冷
却して析出した水酸化パラジウム沈殿物をガラスフィル
ターロートで濾別し、充分水洗し、デシケータ中で1日
以上減圧乾燥した。
【0017】得られた乾燥水酸化パラジウム0.5gを
乳鉢で粉砕し、100ccの水と共にボトルに入れて中
圧接触還元装置に固定した。次に、ボトル内の空気を吸
引減圧し、水素ガスで置換したのち、約2.5kg/c
に水素ガスを圧入した。これを常温で20分間振と
うし、ボトル内の水及び水中の浮遊物を斜傾濾過して除
去した後、同様に操作して再還元を行い、この操作をも
う一度行って合計3回の還元処理を行った。還元処理し
た金属パラジウムを濾過し、水洗し、デシケーター中で
減圧乾燥してパラジウム触媒を製造した。
【0018】得られたパラジウム触媒を用いて次の手順
にしたがって、ニトロベンゼンからアニリンを生成させ
る水素化還元反応を行って触媒活性を評価した。装置と
して、パラフィンを入れた圧力調製用水準球が取り付け
られたガスビュレットと試料導入・採取口及び水素ガス
導入管を備えた二重管式反応フラスコ常圧還元装置を用
いた。二重管に恒温槽からの40℃の温水を流して反応
温度を一定に保ち、フラスコ内に触媒3mgと溶剤とし
てt−ブチルアルコール20mlを入れ、装置内の空気
を水素ガスで3回置換して、マグネチックスタラーでか
き混ぜながら60分間触媒を再還元した。
【0019】この準備完了と同時に、高純度ニトロベン
ゼン0.1mlを0.5mlのマイクロシリンジを用い
て採取口より注入し、5分ごとに0.05mlのマイク
ロシリンジで50μlずつサンプル管に取り、ガスクロ
マトグラフィによってアニリンへの水素化の程度を測定
した。その結果、5分,10分,15分,20分及び2
5分における還元反応率は、それぞれ39.3%,6
2.3%,91.0%,99.3%及び100%で、こ
の反応率から算出される初めの10分間の初期反応速度
は、6.4%/minであった。
【0020】比較例 1(従来法の代表例) 500ccのビーカーに水100ccと塩化パラジウム
1gを入れ、更にこれに1規定塩酸5ccを加えて良く
かき混ぜながら水浴上で加温溶解した。これに0.1モ
ルの水酸化ナトリウム水溶液を加えて水酸化パラジウム
を析出させ、以下、実施例1と同様に処理してパラジウ
ム触媒を調製した。
【0021】得られた触媒を用いて、実施例1と同様に
ニトロベンゼンからアニリンを生成させる水素化還元反
応を行って触媒活性を評価したところ、5分,10分,
15分,20分,25分及び30分における還元反応率
は、それぞれ10.1%,22.5%,41.1%,5
3.8%,69.0%及び82.6%で、また、初めの
10分間の初期反応速度は2.8%/minであった。
このように従来法によって得られた触媒は、実施例1の
触媒に比べて反応速度は遥かに小さく、およそ半分の触
媒活性しか示さなかった。
【0022】次に、実施例1及び比較例1で調製した触
媒の耐熱性を次の方法で調べた。すなわち、パラジウム
触媒1gを磁製るつぼに入れ、大気中でブンゼンバーナ
ーで加熱して、約300℃の温度に1時間酸化処理し
た。その間、白金線でるつぼ内の触媒をまんべんなく均
一にかき混ぜた。次いで、るつぼをデシケーター中に入
れて減圧下に室温まで冷却した。
【0023】得られたそれぞれを還元用触媒として、ニ
トロベンゼンからアニリンへの還元反応により触媒活性
を評価した。実施例1の熱処理触媒及び比較例1の熱処
理触媒のそれぞれについて、実施例1と同様に、反応開
始からの経時的還元反応率を測定した。それらの結果を
後記表1に示す。なお、表1には、後記実施例の結果と
共にまとめて示すが、理解を容易にするために前記具体
例の結果を併記した。その結果から、実施例1の触媒
は、熱処理してもその活性は殆ど低下せず極めて安定で
あるのに対し、比較例1のものは、熱処理前に比べてそ
の活性は約半分に減少し、耐熱性が劣ることが認められ
た。
【0024】また、実施例1の触媒の熱処理後の触媒の
X線回折では、2θが40.1゜の回折線(111面)
[面心立方格子]で、その半値幅から求めたクリスタッ
トの大きさは、実施例1のものでは60Åであるのに対
し、比較例1のそれでは95Åともなり、実施例1で調
製された触媒は、シンタリング現象が抑制されて耐熱性
の強い性質が得られていることが確認された。
【0025】実施例 2 500ccのビーカーに水100ccと塩化パラジウム
1gを入れ、更にこれに1規定塩酸5ccを加えて良く
かき混ぜながら塩化パラジウムを完全に溶解させた。こ
れに0.1モルの水酸化ナトリウム水溶液を滴下して水
酸化パラジウムを析出させ、以下、実施例1と同様に処
理してパラジウム触媒を調製した。次いで、これに活性
炭(武田薬品工業社製:白さぎC)11.4gを加え、
水浴で加温し、良くかき混ぜながら0.1モル濃度のけ
い酸ナトリウム水溶液を実施例1と同一の条件で滴下し
て水酸化パラジウムを析出させた。その結果、担体とし
ての活性炭に担持された水酸化パラジウムを得た。これ
を更に1時間加熱撹拌した後、ブッフナーロートで濾
別,水洗し、エバポレータ中で水分が5%以下になるま
で減圧乾燥した。
【0026】得られた水酸化パラジウム担持活性炭12
gを磁器製ボートに入れ、これを石英ガラス管内に入れ
て、その中に水素ガスを約300ml/分の流速で連続
的に送り込みながら約400℃の温度に加熱して約4時
間水素還元を行った。その還元反応の終点は、水素気流
中の水分が露点で−60℃近辺となるところを採用し
た。還元終了後、室温まで冷却し、水素ガスを窒素ガス
に切り換えたのち、磁器ボートをすばやくデシケーター
中に移し、減圧下に一昼夜放置した。
【0027】得られた5%のパラジウムを含有するカー
ボン・パラジウム触媒60mg(パラジウムとして3m
g)を用いて実施例1に準じてニトロベンゼンからアニ
リンを生成させる水素化還元反応により触媒活性を評価
した。それらの結果を表1に示した。表1から明らかな
ように、このカーボン・パラジウム触媒の触媒活性は極
めて優れいることが判る。
【0028】実施例 3 活性炭の代りに担体として活性アルミナ(和光純薬工業
社製:200メッシュアンダー)を用いて実施例2と全
く同様に操作し、5%のパラジウムを含有するアルミナ
・パラジウム触媒を調製した。この触媒のニトロベンゼ
ンからアニリンを生成させる反応開始からの経時的還元
反応率を測定した結果を表1に示す。表1から、この触
媒もまた高い触媒活性を有することが明らかである。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】本発明の方法によって得られる接触還元
パラジウム触媒は、優れた触媒活性を有し、しかも加熱
条件下での水素接触還元においてシンタリング現象を伴
うことのない実用的に極めて望ましいものであり、長期
にわたって安定且つ高い触媒活性が保たれるので、その
工業的価値は非常に高く、特に、流動床や固定床用の還
元触媒として有用である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二塩化パラジウム水溶液にけい酸ナトリウ
    ム水溶液を加えて水酸化パラジウムを析出させ、これを
    還元処理することを特徴とするパラジウム触媒の製造方
    法。
  2. 【請求項2】担体粒子を含有する二塩化パラジウム水溶
    液中にけい酸ナトリウム水溶液を加えて、該担体表面に
    水酸化パラジウムを析出させ、これを還元処理すること
    を特徴とするパラジウム触媒の製造方法。
JP3331112A 1991-09-26 1991-09-26 パラジウム触媒の製造方法 Pending JPH06190277A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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