[發明專利]一種無金屬加氫催化劑在催化硝基環己烷加氫反應中的應用

有效

• 申請號: 201610199079.4
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105777577B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 劉平樂;熊偉;郝芳;熊紹鋒;羅和安
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C07C249/10
• 分類號: C07C249/10;C07C251/44;B01J27/24;B01J21/18
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙)43108
• 代理人: 冷玉萍

1.一種無金屬加氫催化劑在催化硝基環己烷加氫反應中的應用，其特征在于，包括如下步驟：

（A）將硝基環己烷及其質量5~20%的無金屬加氫催化劑加入反應釜中，并加入溶劑；

（B）關上反應釜后以氫氣置換1~6次，然后通入氫氣并進行攪拌，升溫至100~200℃；

（C）達到反應溫度后將壓力調到0.5~3MPa，反應6~18小時；

所述的無金屬加氫催化劑，采用浸漬法以三聚氰胺為氮源制備得到，包括如下步驟：

（1）碳納米管氧化處理：按固液比為1:60~120向碳納米管加入混酸酸化處理8~15 h，離心分離洗滌后，洗滌干燥得到氧化碳納米管；

（2）將步驟（1）所得氧化碳納米管與三聚氰胺按1：1~1.2的質量比混合，然后加入去離子水，再按甲醛與三聚氰胺2~3：1的質量比加入甲醛，然后浸漬10~20 h；

（3）向步驟（2）所得溶液中加入堿或堿性鹽，調節pH 10~12，然后升溫至70~90℃反應30~60min；

（4）待步驟（3）所得反應液冷卻至40℃以下，加入醋酸或檸檬酸調節pH 2~3，然后攪拌10~20 h；

（5）將步驟（4）所得反應液進行離心分離，干燥并焙燒得到最終產物，即無金屬加氫催化劑摻氮碳納米管。

2.一種無金屬加氫催化劑在催化硝基環己烷加氫反應中的應用，其特征在于，包括如下步驟：

（A）將硝基環己烷及其質量5~20%的無金屬加氫催化劑加入反應釜中，并加入溶劑；

（B）關上反應釜后以氫氣置換1~6次，然后通入氫氣并進行攪拌，升溫至100~200℃；

（C）達到反應溫度后將壓力調到0.5~3MPa，反應6~18小時；

所述的無金屬加氫催化劑，采用原位合成法以氨氣為氮源制備得到，包括如下步驟：

（a）將Fe(NO₃)₃·9H₂O與 ?-Al₂O₃按1~1.2：1的物質的量之比溶于去離子水中，攪拌20~40 h后，在80~120℃下干燥24~48小時，得到鐵鋁催化劑；

（b）將鐵鋁催化劑在400~600℃下焙燒2 ~4 h；

（c）將步驟（b）所得催化劑置于石英管中，以純氫氣沖洗20~50 min，升溫至450~550℃還原2~4 h；

（d）通入甲烷氣體、氬氣及氨氣，升溫至750~850℃ 反應2 ~4 h；

（e）待冷卻至40℃以下，在所得產品中加入氫氧化鉀或氫氧化鈉，在70~100℃下浸漬1~4 h，并以去離子水洗滌，去除鐵鋁催化劑；

（f）加入酸浸漬1~2h，洗滌干燥得到無金屬加氫催化劑氮摻雜納米碳管。

3.根據權利要求1或2所述的無金屬加氫催化劑在催化硝基環己烷加氫反應中的應用，其特征在于，步驟（A）的溶劑為DMF、苯胺、環己胺、己二胺、三乙胺或三乙醇胺中的一種或兩種以上。

4.根據權利要求1所述的無金屬加氫催化劑在催化硝基環己烷加氫反應中的應用，其特征在于，步驟（3）的堿或堿性鹽為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或碳酸鉀中的一種或兩種以上，其濃度為0.5~2mol/L。

5.根據權利要求1所述的無金屬加氫催化劑在催化硝基環己烷加氫反應中的應用，其特征在于，步驟（5）中，干燥溫度為80~120℃，時間為12~48h；焙燒溫度為400~600℃，時間為2~12h。

6.根據權利要求2所述的無金屬加氫催化劑在催化硝基環己烷加氫反應中的應用，其特征在于，步驟（c）的升溫速率為2~5 ℃/min。

7.根據權利要求2所述的無金屬加氫催化劑在催化硝基環己烷加氫反應中的應用，其特征在于，步驟（d）中，甲烷、氬氣、氨氣的氣流比為1：1：1，升溫速率為4~8℃/min。

8.根據權利要求2所述的無金屬加氫催化劑在催化硝基環己烷加氫反應中的應用，其特征在于，步驟（f）中，酸為鹽酸或硫酸，其濃度為0.5~2mol/L。