负载型催化剂及其制备方法和应用以及制备5,6-二氨基苯并咪唑酮的方法技术

本发明专利技术提供了一种负载型催化剂及其制备方法和应用，其中，所述催化剂包括载体和负载在所述载体上的金属组分，所述金属组分含有钯以及至少一种非钯的第Ⅷ族金属组分。本发明专利技术提供了一种制备5,6-二氨基苯并咪唑酮的方法。本发明专利技术的制备5,6-二氨基苯并咪唑酮的方法，5,6-二硝基苯并咪唑酮转化率高，5,6-二氨基苯并咪唑酮选择性高，并且环境友好，具有很好的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】
负载型催化剂及其制备方法和应用以及制备5,6-二氨基苯并咪唑酮的方法
本专利技术涉及一种负载型催化剂及其制备方法和应用，以及一种制备5,6-二氨基苯并咪唑酮的方法。
技术介绍
5,6-二氨基苯并咪唑酮是合成高档有机颜料的重要中间体，也可以用作药物合成中间体。目前使用的高档有机颜料主要包括以下类型：酞菁颜料、喹吖啶酮、偶氮颜料、苝系列颜料、蒽醌、靛族、黄光酞菁绿和高档色酚AS类颜料等。这些高档的有机颜料，一般具有较好的分子平面性与分子对称性，而且含有特定的取代基，改变分子极性，可以形成分子间的氢键，以提高其耐热稳定性与耐迁移性，满足高档金属涂层及塑料着色的要求。5,6-二氨基苯并咪唑酮分子中含有2个未反应的氨基，与5-氨基苯并咪唑酮相比，具有更强的反应性能。以5,6-二氨基苯并咪唑酮为原料合成的颜料具有更好的耐热稳定性、耐迁移性、耐光牢度和耐候性等特征。目前，5,6-二氨基苯并咪唑酮的合成工艺主要分为三个步骤：首先由邻苯二胺与尿素（或光气、碳酸二甲酯、二氧化碳等）环合制备苯并咪唑酮，其次苯并咪唑酮硝化制备5,6-二硝基苯并咪唑酮，最后由5,6-二硝基苯并咪唑酮还原制备5,6-二氨基苯并咪唑酮。目前，制备5,6-二硝基苯并咪唑酮的工艺已经成熟，而由5,6-二硝基苯并咪唑酮还原制备5,6-二氨基苯并咪唑酮的过程中，国内仍然基本使用铁粉还原法。铁粉还原法是一种经典的芳香族硝基化合物还原工艺，具有技术成熟、原料易得、成本低廉、工艺简单、对设备要求低的优点，但是铁粉还原法会产生大量的铁泥和废水，难以治理，对环境污染严重，不适应工业化生产要求。催化加氢技术使用氢气为还原剂，能使反应定向进行，不产生有害副产物，废气废液排放极少，不涉及强酸、强碱介质，具有工艺先进，收率高，产品质量好，对环境友好等优点。研究具有工业化生产价值的合成5,6-二氨基苯并咪唑酮的方法具有重要的现实意义。精细化工（2010，27（5）：499-504）以苯并咪唑酮-2为原料，经混酸硝化、催化加氢还原合成5,6-二氨基苯并咪唑酮，总收率为62.1%。催化加氢还原反应条件为：m（Raney-Ni）/m（5,6-二硝基苯并咪唑酮）=0.09，于100℃，2.5MPa下无水乙醇中反应9h，5,6-二氨基苯并咪唑酮收率为90%。然而，传统RaneyNi催化剂选择性较差，生产较多的副产物，而且容易失活，副产物的存在将影响5,6-二氨基苯并咪唑酮的直接使用，为了得到高纯度的目标产品5,6-二氨基苯并咪唑酮，需要对粗产品进行后处理。需增加多个精制、分离过程以除去这些杂质。导致存在步骤多、收率低的缺陷，从而工业化价值不高。因此如何提高催化活性，延长催化剂寿命、获得环境友好的催化加氢技术的工业应用，是急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种活性、选择性高的负载型催化剂及其制备方法和应用，以及提供一种洁净、高效、加氢转化率高、选择性高的5-硝基苯并咪唑酮加氢制备5-氨基苯并咪唑酮的方法。为实现前述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种负载型催化剂，其中，所述催化剂包括载体和负载在所述载体上的金属组分，所述金属组分含有钯以及至少一种非钯的第Ⅷ族金属组分。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种制备负载型催化剂的方法，其中，该方法包括：在乳化剂存在下，将载体与含有水溶性金属化合物的溶液混合后陈化，其中，所述金属化合物中的金属组分含有钯以及至少一种非钯的第Ⅷ族金属组分；向陈化后的混合物中通入还原剂进行还原活化；分离经过还原活化的混合物得到固体，将所述固体依次进行洗涤、干燥。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供了一种按照本专利技术的方法制备得到的催化剂。根据本专利技术的第四方面，本专利技术提供了本专利技术的催化剂在加氢中的应用。根据本专利技术的第五方面，本专利技术提供了一种制备5,6-二氨基苯并咪唑酮的方法，该方法包括：在加氢条件下，将5,6-二硝基苯并咪唑酮与含氢气体和催化剂接触，其中，所述催化剂为本专利技术所述的催化剂。本专利技术的制备5,6-二氨基苯并咪唑酮的方法，5,6-二硝基苯并咪唑酮转化率高，5,6-二氨基苯并咪唑酮选择性高，并且环境友好，具有很好的工业应用前景。与现有技术相比，本专利技术的5,6-二硝基苯并咪唑酮加氢制备5,6-二氨基苯并咪唑酮的方法具有明显优势：产物与催化剂体系容易分离，产品纯度好，目标产物选择性高。并且催化剂可以套用以及回收使用，使产品成本降低，并且本专利技术的方法不产生有害副产物，废气、废液排放量极少，环境友好。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种负载型催化剂，其中，所述催化剂包括载体和负载在所述载体上的金属组分，所述金属组分含有钯以及至少一种非钯的第Ⅷ族金属组分。根据本专利技术的催化剂，优选所述非钯的第Ⅷ族金属组分选自钌、铂、钴、铱、铑、镍和铁中的一种或多种，更优选所述非钯的第Ⅷ族金属组分选自钌、铂、钴、铑和铱中的一种或多种。如此可以进一步提高催化剂的活性和选择性。根据本专利技术的一种优选的实施方式，优选所述金属组分为钌和钯。如此可以进一步提高催化剂的活性和选择性。根据本专利技术的催化剂，优选所述至少一种非钯的第Ⅷ族金属组分与钯的重量比为0.1-15:1，更优选为0.1-5:1。如此可以进一步提高催化剂的活性。根据本专利技术的一种优选的实施方式，优选所述金属组分为钌和钯，更优选钌和钯的重量比为0.1-5:1。如此可以进一步提高催化剂的活性和选择性。根据本专利技术的催化剂，优选所述载体为炭（或称活性炭）和/或氧化铝，在本专利技术的具体实施例中使用的为炭。如此可以进一步提高催化剂的活性和选择性。根据本专利技术，优选所述炭为果壳活性炭。根据本专利技术的催化剂，优选所述载体中含有硅元素，更优选含有1-10重量%的硅元素。如此可以进一步提高催化剂的活性和选择性。根据本专利技术的一种优选的实施方式，所述金属组分为钌和钯，所述载体为炭和/或氧化铝。根据本专利技术的催化剂，优选以所述负载型催化剂的总重为基准，所述负载型催化剂中，载体的含量为85-99.7重量%，负载在所述载体上的金属组分的含量为0.3-15重量%。如此可以进一步提高催化剂的活性和选择性。本专利技术的前述催化剂可以按照现有的各种制备催化剂的方法制备得到，针对本专利技术，优选本专利技术的催化剂按如下步骤制备：在乳化剂存在下，将载体与含有水溶性金属化合物的溶液混合后陈化，其中，所述金属化合物中的金属组分含有钯以及至少一种非钯的第Ⅷ族金属组分；向陈化后的混合物中通入还原剂进行还原活化；分离经过还原活化的混合物得到固体，将所述固体依次进行洗涤、干燥。根据本专利技术的方法，所述金属化合物中的金属组分在前述描述催化剂的过程中已经详细介绍，在此重复赘述。根据本专利技术的方法，如前所述优选所述载体为炭和/或氧化铝，更优选所述载体为炭和/或氧化铝时，该方法还包括：在将载体与含有水溶性金属化合物的溶液混合前，将载体进行硅改性，以使得改性后的载体中含有1-10重量%的硅元素。根据本专利技术的方法，为了进一步提高催化剂的活性和选择性，优选按如下步骤对载体进行硅改性：将载体与硅改性剂在酸性物质溶液中接触，从接触后的混合物中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载型催化剂，其特征在于，所述催化剂包括载体和负载在所述载体上的金属组分，所述金属组分含有钯以及至少一种非钯的第Ⅷ族金属组分。

【技术特征摘要】
1.一种制备5,6-二氨基苯并咪唑酮的方法，该方法包括：在加氢条件下，将5,6-二硝基苯并咪唑酮与含氢气体和催化剂接触，其特征在于，所述催化剂包括载体和负载在所述载体上的金属组分，所述金属组分含有钯以及至少一种非钯的第Ⅷ族金属组分，所述载体中含有1-10重量％的硅元素。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将5,6-二硝基苯并咪唑酮与含氢气体和催化剂接触的条件包括：温度为50-250℃，压力为0.1-15MPa，催化剂浓度为0.01-20重量％，停留时间为1-500min。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述将5,6-二硝基苯并咪唑酮与含氢气体和催化剂接触在溶剂存在下进行，所述溶剂与5,6-二硝基苯并咪唑酮的质量比为0.5-10:1。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述溶剂选自具有1-4个碳原子的脂肪醇和具有4-6个碳原子的脂肪烃中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种非钯的第Ⅷ族金属组分选自钌、铂、钴、铱、铑、镍和铁中的一种或多种。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一种非钯的第Ⅷ族金属组分选自钌、铂、钴、铑和铱中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一种非钯的第Ⅷ族金属组分与钯的重量比为0.1-15:1。8.根据权利要求1和5-7中任意一项所述的方法，其中，所述金属组分为钌和钯，所述载体为炭和/或氧化铝。9.根据权利要求1和5-7中任意一项所述的方法，其中，以所述催化剂的总重为基准，所述催化剂中，载体的含量为85-99.7重量％，负载在所述载体上的金属组分的含量为0.3-15重量％。10.根据权利要求1所述的方法，其中，制备所述催化剂的方法包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓昕，王宣，吴佳，孟祥堃，慕旭宏，宗保宁，舒兴田，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11