[發(fā)明專利]一種銠/鎳合金納米催化劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107442134B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊晨晨;王愛麗;殷恒波
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J35/08;B01J37/16;C07C225/34;C07C221/00
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本發(fā)明涉及一種銠/鎳合金納米催化劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于納米催化劑研究領(lǐng)域；本發(fā)明的催化劑為球狀、多面體的銠/鎳合金納米顆粒，所制備的銠/鎳合金納米催化劑顆粒的尺寸分布為12?58 nm，催化劑中銠、鎳的摩爾配比為0.01?0.05:1；本發(fā)明以乙酸鎳、三氯化銠為原料，制備了不同顆粒尺寸、微觀結(jié)構(gòu)的銠/鎳納米合金催化劑，然后以1?硝基蒽醌、氫氣為原料，采用該催化劑進行反應(yīng)，使反應(yīng)溫度升溫至100?160℃，并保溫反應(yīng)2?8 h，得到高純度1?氨基蒽醌；本發(fā)明所制備的催化劑用量少，具有較高的催化活性和穩(wěn)定性；采用該催化劑制備1?氨基蒽醌的方法工藝要求簡單，綠色環(huán)保，適于工業(yè)化要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種銠/鎳合金納米催化劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于納米催化劑研究領(lǐng)域。

技術(shù)背景

1-氨基蒽醌是蒽醌系染料的重要中間體之一，其用途廣，用量大。隨著染料工業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外對1-氨基蒽醌的需求量都非常大。在國內(nèi)，1-氨基蒽醌的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)常以1-硝基蒽醌為原料，經(jīng)保險粉、硫化堿等還原，再氧化制得1-氨基蒽醌。經(jīng)這些工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低，操作簡單，技術(shù)難度低，但會產(chǎn)生大量的環(huán)境污染物，“三廢”處理壓力很大；磺化氨化法也存在同樣問題。氨解法產(chǎn)生的環(huán)境污染物比較少，但需要在比較高的壓力下進行反應(yīng)，反應(yīng)中生成的亞硝酸銨在水中會急劇分解，在高溫下加熱有爆炸危險，存在生產(chǎn)安全問題。為了解決上述問題，急需在現(xiàn)有生產(chǎn)方法的基礎(chǔ)上開發(fā)出清潔高效、工藝簡單、成本低、產(chǎn)品純度高的新工藝。

目前催化加氫還原法是一種綠色工藝，與硫化堿法相比，沒有產(chǎn)生大量難處理的含硫廢液，而且產(chǎn)品收率較高。另外還有一些綠色工藝，如水合肼法和電化學(xué)法等工藝，但是由于這些工藝成本較高，還停留在實驗室研究階段，尚沒有體現(xiàn)工業(yè)化價值，。因此，研究銠/鎳合金納米催化劑催化1-硝基蒽醌選擇加氫合成1-氨基蒽醌具有重要研究意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種銠/鎳合金納米催化劑，并用于催化合成1-氨基蒽醌。本發(fā)明催化劑的制備方法簡單，無三廢產(chǎn)生，綠色環(huán)保；同時，催化合成1-氨基蒽醌時催化劑用量少，催化活性高、選擇性高，性能穩(wěn)定。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明首先提供一種銠/鎳合金納米催化劑，所述催化劑為球狀、多面體的銠/鎳合金納米顆粒，所制備的銠/鎳合金納米催化劑顆粒的尺寸分布為12-58nm。

一種銠/鎳合金納米催化劑的制備方法，所述方法以三氯化銠、乙酸鎳為原料，以水合肼或硼氫化鈉為還原劑，在有機修飾劑的存在下，制備了銠/鎳合金納米催化劑。

具體制備步驟如下：

根據(jù)金屬銠與金屬鎳在銠/鎳合金納米催化劑中的不同配比，準確稱量一定量的Rh和Ni的金屬前驅(qū)體三氯化銠、乙酸鎳分別溶于40mL無水乙醇溶液中，攪拌混合后加入20mL有機修飾劑的乙醇溶液，在30-60℃下混合攪拌20min，用一定濃度的NaOH乙醇溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值，然后待溫度升至70℃后，將100mL一定濃度的水合肼乙醇溶液或硼氫化鈉乙醇溶液逐滴加到上述反應(yīng)液中，反應(yīng)4-8h后，經(jīng)無水乙醇多次洗滌，真空干燥后，即可制得所需催化劑。

其中，上述制備方法中，所述有機修飾劑的乙醇溶液、NaOH的乙醇溶液、水合肼乙醇溶液或硼氫化鈉乙醇溶液均為溶解在無水乙醇中得到的溶液，除有機修飾劑之外，所述的濃度也均為各物質(zhì)在無水乙醇中的濃度。

其中，所述的有機修飾劑為3-(氨丙基)三乙氧基硅烷(APTS)，其質(zhì)量為Rh和Ni的前驅(qū)體總質(zhì)量的10wt％。

上述方法制備的合金納米催化劑中銠、鎳的摩爾配比為0.01-0.05:1。

其中，所述調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值采用0.5-1.5mol/L的NaOH的乙醇溶液調(diào)節(jié)pH值為10-14。