[發(fā)明專利]合成2,2-雙(三氟甲基)-4,4-二氨基聯(lián)苯的催化劑、制備方法及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310557592.6
• 申請(qǐng)日: 2023-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN116586094A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚裕興;劉清雷;張恩源;譚本祝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南貝泓新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): B01J27/24
• 分類號(hào): B01J27/24;B01J23/44;B01J35/00;B01J35/10;B01J37/08;C07C241/02;C07C243/22;C07C209/54;C07C211/52
• 代理公司: 北京律智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11438
• 代理人: 李華

本發(fā)明公開了一種合成2,2'?雙(三氟甲基)?4,4'?二氨基聯(lián)苯的催化劑、制備方法及其應(yīng)用。采用以氮摻雜生物質(zhì)熱解炭載體負(fù)載單原子Pd催化合成2,2'?雙(三氟甲基)?4,4'?二氨基聯(lián)苯，實(shí)現(xiàn)了在活性金屬Pd負(fù)載量較低的條件下產(chǎn)物2,2'?雙(三氟甲基)?4,4'?二氨基聯(lián)苯具有較高的產(chǎn)率，降低了催化劑的使用成本。且催化劑具有較長的使用壽命，重復(fù)30次以上仍可保證產(chǎn)物具有較高的產(chǎn)率，催化劑穩(wěn)定性好。且原料生物質(zhì)成本低、來源廣泛，制備得到的載體具有較大的比表面積和孔道分布，有利于節(jié)約成本和提高催化劑的活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑制備領(lǐng)域，具體涉及一種合成2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二氨基聯(lián)苯的催化劑、制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二氨基聯(lián)苯是一種優(yōu)良的材料化工類中間體產(chǎn)品，也是合成可溶性聚酰亞胺重要原料之一，由于其分子結(jié)構(gòu)中2,2'-位置的兩個(gè)三氟甲基，其空間位阻效應(yīng)使得聯(lián)苯的兩個(gè)苯環(huán)之間產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)角，造成非平面結(jié)構(gòu)，因此以TFDB為核心的二胺單體的聚酰亞胺薄膜材料具有很多特殊的性能，如溶解性高、顏色淺的同時(shí)還保留著高的熱穩(wěn)定性、良好的機(jī)械強(qiáng)度和良好的透光性。因此，研究2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二氨基聯(lián)苯的大規(guī)模的生產(chǎn)方法具有巨大的工業(yè)價(jià)值。

目前研究最多的方法是通過3,3’-雙(三氟甲基)二苯肼的重排，即以間硝基三氟甲苯為原料，在堿液中通過鋅粉或者催化加氫即可制備3,3’-雙(三氟甲基)二苯肼。如中國專利CN101525294A報(bào)道的合成方法，以醇和芳烴為溶劑，間硝基三氟甲苯在無機(jī)堿水溶液條件下通過Zn粉還原制備3,3’-雙(三氟甲基)二苯肼，再經(jīng)過無機(jī)酸重排，分液回收溶劑，對(duì)水相中和，重結(jié)晶得到2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二氨基聯(lián)苯。該工業(yè)用鋅粉還原存在鋅粉用量大，廢堿液和氧化鋅固廢量大等三廢問題，導(dǎo)致環(huán)保成本較高，且雜質(zhì)較多，產(chǎn)率較低不利于工業(yè)生產(chǎn)。用鈀碳催化的方法可以解決鋅粉還原產(chǎn)生較大量的廢水，中國專利CN109232273A以間硝基三氟甲苯為原料，在無機(jī)堿水溶液中，以相轉(zhuǎn)移催化劑、助劑催化劑及Pd/C為催化體系，以芳烴作為溶劑，通過加氫反應(yīng)合成3,3’-雙(三氟甲基)二苯肼，3,3’-雙(三氟甲基)二苯肼在無機(jī)酸水溶液條件下，重排反應(yīng)得到2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二氨基聯(lián)苯。

該方法使用氫氣作為還原劑，Pd/C作為催化劑，Pd的負(fù)載量較高，且在反應(yīng)重復(fù)幾次之后脫P(yáng)d較為嚴(yán)重，導(dǎo)致催化劑廢棄，不能重新使用，而且Pd貴金屬催化劑，屬于稀有資源，價(jià)格較貴，導(dǎo)致成本較高，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種活性高，使用壽命長負(fù)載量低具有成本優(yōu)勢(shì)的2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二氨基聯(lián)苯的催化劑及其制備方法。

一種用于合成2,2'-雙(三氟甲基)-4,4'-二氨基聯(lián)苯的催化劑，催化劑以氮摻雜的生物質(zhì)熱解炭為載體，金屬單原子Pd分散于該載體；金屬單原子Pd占催化劑的質(zhì)量百分比為0.01-1wt％，優(yōu)選為0.01-0.2wt％，進(jìn)一步優(yōu)選為0.08-0.2wt％。

根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施方式，上述催化劑中氮摻雜量為1-5％wt。

根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施方式，上述生物質(zhì)熱解炭的前驅(qū)體為生物質(zhì)，優(yōu)選為花生殼、椰殼、棉花殼、玉米棒中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施方式，上述催化劑以生物質(zhì)、鈀鹽、氮摻雜劑為原料，通過一鍋法制備得到。

本發(fā)明的第二目的是提供一種上述催化劑的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)將生物質(zhì)、氮摻雜劑置于鈀鹽溶液中，浸泡處理；

(2)過濾、烘干，惰性氣氛下煅燒得到上述催化劑。

根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施方式，上述氮摻雜劑為尿素、三聚氰胺、氨基酸中的一種或多種。