元素钯在元素周期表中属于第10族
ⅧB铂族金属,原子序数46,稳定同位素有102,104,105,106,108,110。密度(20℃)12.02g/cm,熔点1555℃,沸点2964℃,氧化态有+2、+3、+4价。银白色带有光泽金属,具有延展性,可压延成薄片,耐腐蚀,能溶于氧化性的酸,例如浓硝酸和发烟硫酸,以及熔融的碱中。钯吸收和透过氢气的能力极强,常温下能吸收350~850相当于本身体积的氢气。240℃时1mm厚,1cm大的钯片每秒钟可透过42.3mm的氢气。由于金属钯这些特殊的性能,因此非常适用于制造加氢和脱氢反应用催化剂。
钯催化剂的种类很多,简单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。
是一种以金属钯为主要活性组分,使用钯黑或钯的盐类将钯载于氧化铝、沸石等载体上,以钠、镉、铅等盐为助催化剂,制成的各种催化剂,是化学和化工反应过程经常采用的一种催化剂,具有催化活性高,选择性强,催化剂制作方便,使用量少,可以通过制造方法的变化和改进,与其他金属或助催化剂活性组分复配,优化性能。应用领域广,能够反复再生和活化使用,寿命长,废催化剂的金属钯可以回收再利用等优越性。许多钯催化剂品种都已成为专利产品应用于各行各业,具有新的结构及催化功能的钯催化剂仍在不断涌现,使许多难以实现的反应过程成为可能,使许多工业生产过程得到改善,是工艺过程简化、经济效益提高,因此钯催化剂的发展前景远大喜人。
浸渍法是制造载体催化剂有效和简单常用方法,一般的制造程序是将活性组分的一种可溶性盐,按比例配制成浸渍液,将选择好的一定量载体放入浸渍液中,待吸附饱和后,将负载的载体进行干燥、焙烧、活化等步骤制成催化剂。这种方法虽然简单,但整个制作过程,包括载体种类和性能、不同活性组分品种和负载量,以及浸渍方式、干燥、焙烧、活化条件,方式,次序等都会影响成品催化剂的性能。研究者只有在催化剂理论,实践经验的指导下,通过实际物料不同条件下的反复试验,各种现代化检测分析仪器对催化剂结构、性能等的分析测定等研究,才能评选出一种性能优越的钯催化剂品种。