[發(fā)明專利]一種用于硝基苯胺的催化劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110033161.0
• 申請(qǐng)日: 2021-01-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112675840B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方標(biāo);許萌;柯軍梁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)上虞研究院有限公司
• 主分類號(hào): B01J23/44
• 分類號(hào): B01J23/44;B01J35/08;C07C209/36;C07C211/52
• 代理公司: 紹興市寅越專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33285
• 代理人: 焦亞如

本發(fā)明屬于硝基苯胺領(lǐng)域，具體涉及一種用于硝基苯胺的催化劑及其制備方法，以多孔活性炭空心球?yàn)檩d體，以鈀為膜的活性點(diǎn)，形成空心球狀Pd/C催化劑，并提供了其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明解決了現(xiàn)有鈀碳催化劑利用率不高的問(wèn)題，利用多孔結(jié)構(gòu)的活性炭空心球?yàn)檩d體，形成過(guò)濾式固定床反應(yīng)體系，減少了原材料的停留，防止原料堵塞，保證活性鈀的大面積裸露。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于硝基苯胺領(lǐng)域，具體涉及一種用于硝基苯胺的催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

硝基苯胺包括鄰硝基苯胺、間硝基苯胺和對(duì)硝基苯胺，是一類廣泛應(yīng)用于燃染料工業(yè)的人工合成化學(xué)物質(zhì)，主要用作染料合成的中間體及醫(yī)藥化工品的中間體。

工業(yè)上通常使用硝基氯苯氨解法以硝基氯苯為原料，在高壓下氨解，直接制備硝基苯胺。采用該工藝制備硝基苯胺選擇性高，產(chǎn)品純度高，但該工藝生產(chǎn)效率低、過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量含氯廢水，對(duì)環(huán)境不友好。隨著催化加氫還原技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的催化加氫技術(shù)被用于硝基苯類化合物的催化還原：(1)以骨架鎳、骨架釕等為催化劑的加氫還原技術(shù)；(2)以硒為催化劑、CO/H₂O為還原劑的催化還原技術(shù)；(3)以Pd/C為催化劑、H₂為還原劑的催化還原技術(shù)。以骨架鎳、骨架釕等為催化劑通過(guò)催化加氫還原二硝基苯制備硝基苯胺可以得到較高的轉(zhuǎn)化率，但是反應(yīng)終點(diǎn)難以控制，目標(biāo)產(chǎn)物硝基苯胺易過(guò)渡加氫成苯二胺。以硒為催化劑、CO/H₂O為還原劑催化還原二硝基苯制備硝基苯胺需要較高的反應(yīng)壓力，同時(shí)也需要添加乙酸鈉等助劑，產(chǎn)品收率較低。以Pd/C為催化劑、H₂為還原劑的催化還原技術(shù)可以通過(guò)控制催化劑制備過(guò)程的制備條件使催化劑在反應(yīng)活性和選擇性方面均表現(xiàn)出優(yōu)良的性能。但是Pd/C催化劑受到活性炭多孔結(jié)構(gòu)的影響，造成催化劑活性利用率不高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供本發(fā)明解決了現(xiàn)有鈀碳催化劑利用率不高的問(wèn)題，利用多孔結(jié)構(gòu)的活性炭空心球?yàn)檩d體，形成過(guò)濾式固定床反應(yīng)體系，減少了原材料的停留，防止原料堵塞，保證活性鈀的大面積裸露。

為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種用于硝基苯胺的催化劑，以多孔活性炭空心球?yàn)檩d體，以鈀為膜的活性點(diǎn)，形成空心球狀Pd/C催化劑；活性鈀負(fù)載在多孔活性炭空心球表面，形成比表面活性點(diǎn)，同時(shí)多孔活性炭空心球形成多孔結(jié)構(gòu)，均與空心球心相通，確保了在反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)物不會(huì)受活性炭吸附力影響，形成孔隙堵塞，大大提升活性鈀的表面裸露面積，從而實(shí)現(xiàn)了催化效率的提升。

所述多孔活性炭空心球的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，將乙基纖維素加入至無(wú)水乙醇中攪拌均勻形成粘稠液，然后放入模具中恒溫壓制形成微球；所述乙基纖維素與無(wú)水乙醇的質(zhì)量比為4:1-2，攪拌速度為1000-2000r/min，所述恒溫壓制的溫度為90-100℃，壓力為0.3-0.4MPa；

步驟2，將活性炭加入至乙醇水溶液中攪拌均勻，緩慢加入乙基纖維素與甲基纖維素，并超聲分散得到懸濁分散液，然后將懸濁分散液均勻噴霧在微球表面，恒溫壓制形成鍍膜微球；所述活性炭在乙醇水溶液中的濃度為100-200g/L,水在乙醇水溶液中的體積比為20-40％，所述乙基纖維素的加入量是活性炭質(zhì)量的2-4％，甲基纖維素的加入量是活性炭質(zhì)量的2-4％，超聲分散的溫度為20-30℃，超聲頻率為80-90kHz；所述噴霧的量是10-30mL/cm²，且該噴霧量通過(guò)噴霧-烘干的反復(fù)操作形成，每次噴霧量為1-3mL/cm²，烘干溫度為100-120℃，最后一次噴霧完成后保持表面潤(rùn)濕狀態(tài)進(jìn)行恒溫壓制，恒溫壓制的溫度130-150℃，升溫速度為8-10℃/min，壓力為0.3-0.5MPa；