[發明專利]一種還原對硝基苯酚用的催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010139793.0
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111203207B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 蔡可迎;周穎梅;王鵬;田林;何昌春
• 申請（專利權）人: 徐州工程學院
• 主分類號: B01J23/18
• 分類號: B01J23/18;C07C213/02;C07C215/76
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 李妮

一種還原對硝基苯酚用的催化劑及其制備方法和應用，該方法是以L?抗壞血酸、五水硝酸鉍為原料，以氯化鉀為助劑，經煅燒后直接得到還原對硝基苯酚用的催化劑。具體過程是將計量后的L?抗壞血酸、五水硝酸鉍和氯化鉀研磨均勻后，將得到的固體混合物轉移到帶蓋坩堝中，再將坩堝放入馬弗爐中煅燒，馬弗爐先以1～5℃/min的速率升溫至180～200℃，保溫1h，再以5～10℃/min的速率升溫至300～500℃，保溫1～3h，自然冷卻后，水洗、干燥得到還原對硝基苯酚用的催化劑。該方法可簡化工藝過程、降低生產成本；制備的還原對硝基苯酚用的催化劑中納米鉍顆粒分散均勻，能有效催化硼氫化鉀還原對硝基苯酚。

技術領域

本發明屬于催化劑制備技術領域，具體涉及一種還原對硝基苯酚用的催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

對硝基苯酚是化工生產中重要的有機合成原料，可用于生產醫藥、農藥、殺蟲劑和殺菌劑等。由于對硝基苯酚毒性較大、能溶于水、性質穩定，因此，對硝基苯酚一旦進入環境，會對人和動植物造成危害。對硝基苯酚的還原產物對氨基苯酚的毒性相對較低，且在自然界中容易被降解。以貴金屬催化硼氫化鈉還原對硝基苯酚的研究較多，常用的貴金屬有銀、金、鉑和鈀等。雖然貴金屬的活性較好，但其價格較高，難以廣泛應用。普通金屬鈷、銅、鉍等也可以作為催化此反應的活性組分，這樣可以降低催化劑成本。

單質金屬的比表面積較小，不宜單獨作為催化劑，一般是將其分散在載體中，制備負載型催化劑。負載型金屬催化劑的制備一般分多步進行，首先制備或購買載體，其次用載體負載金屬離子，最后用還原劑將金屬離子還原為單質。陳瑞芬和劉麗君以納米碳球為載體先吸附硝酸鉍溶液，再用硼氫化鈉還原得到鉍/碳催化劑(陳瑞芬，劉麗君.武漢紡織大學學報，2016，29(3)：64-67.)。趙士奪、李其明等先用共沉淀法制備四氧化三鐵，再用四氧化三鐵負載銀離子，然后用硼氫化鈉或水合肼還原銀離子，得到Ag/Fe₃O₄催化劑(趙士奪，李其明，李芳，梁志花，陳安國.應用化工，2017，46(3)：426-429，434)。上述制備催化劑的方法，成本較高，步驟較繁瑣。

我國鉍資源豐富，儲量總計50-60萬噸，占世界總儲量的70％。鉍的毒性很低，是一種“綠色”金屬。鉍(III)鹽也是安全、無毒的，常被設計成環境友好的催化劑。因此，開發一種成本低、工藝簡單的制備負載型鉍催化劑的方法具有十分重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種還原對硝基苯酚用的催化劑及其制備方法和應用，該方法可簡化工藝過程、降低生產成本；制備的還原對硝基苯酚用的催化劑能有效催化硼氫化鉀還原對硝基苯酚。

為實現上述目的，本發明提供了一種還原對硝基苯酚用的催化劑的制備方法，包括以下步驟：將計量后的L-抗壞血酸、五水硝酸鉍和氯化鉀研磨均勻后，將得到的固體混合物轉移到帶蓋坩堝中，再將坩堝放入馬弗爐中進行焙燒，馬弗爐先以1～5℃/min的速率升溫至180～200℃，保溫0.5～3h，再以5～10℃/min的速率升溫至300～500℃，保溫1～3h，自然冷卻后，水洗、干燥得到還原對硝基苯酚用的催化劑；所述L-抗壞血酸、五水硝酸鉍和氯化鉀之間的質量比為1：(0.01～0.05)：(5～10)。

優選的，所述L-抗壞血酸、五水硝酸鉍和氯化鉀之間的質量比為1：0.03：8。

優選的，所述馬弗爐先以3℃/min的速率升溫至190℃，保溫1h，再以8℃/min的速率升溫至400℃，保溫2h。

一種還原對硝基苯酚用的催化劑，所述催化劑由上述制備方法制備得到。

上述制備方法制備得到的一種還原對硝基苯酚用的催化劑在催化硼氫化鉀還原對硝基苯酚中的應用。