The invention discloses a nano carbon supported highly dispersed platinum catalyst, a preparation method thereof and its application in the hydrogenation reaction of aromatic nitro compounds, belonging to the technical field of organic chemical raw materials synthesis. The catalyst is supported on nano-carbon. The noble metal platinum is loaded on the surface of nano-carbon carrier uniformly in the way of fully exposed platinum nanoclusters. The platinum loading is 0.1%-0.48%. The catalyst is used for hydrogenation of aromatic nitro compounds to produce aromatic amines under mild reaction conditions. The reaction conditions are as follows: reaction temperature 40-60 C, pressure 0.2-0.5 MPa. The catalyst has low raw material cost, simple preparation process, stable performance, high catalytic activity and high selectivity.
【技术实现步骤摘要】
纳米碳负载高分散铂催化剂及其制备方法和在芳香族硝基化合物加氢反应中的应用
本专利技术涉及有机化工原材料合成
,具体涉及一种纳米碳负载高分散铂催化剂及其制备方法和在芳香族硝基化合物加氢反应中的应用。
技术介绍
苯胺及其衍生物,尤其是带有其他官能团的,是制造药品、农药、染料和颜料的关键中间体。利用硫化物、Fe、Zn等还原剂对其相应的芳香族硝基化合物的非催化还原是工业制备芳香胺化合物的一种应用广泛且有效的方法。然而,在非催化还原过程中产生大量的废酸和残留物,导致严重的环境问题。相反,利用负载型金属催化剂催化加氢是一种环保高效的苯胺生产工艺。不过,在此过程中必然也产生其他副产物。在对硝基官能团催化加氢的过程中,亚硝基化合物和偶氮化合物作为主要副产物是不可避免的。带有一些可还原性基团(例如-OH,-Cl,-C=O,-C=C)的取代型芳香族硝基化合物的化学选择性加氢也同样是一个巨大的挑战。因此,开发一种具有较高催化活性和化学选择性的芳香族硝基化合物催化加氢工艺,对基础研究和工业生产都具有重要意义。目前研究发现,将单金属原子或非常小的金属团簇固定在载体上,作为一种新型催化剂,在许多种反应中体现出优异的催化性能。载体上单金属原子或团簇的特殊配位和化学键合导致他们独特的电子结构和金属与载体之间的强相互作用,这使其表现出不同于颗粒的行为。例如,Pt1/FeOx催化剂在CO氧化和芳香族硝基化合物化学选择性加氢反应中优异的催化活性可以归因于在可还原性载体上带正电的Pt。对于ZrO2载体上的金单原子在不饱和醛类的选择性加氢反应,其反应机理是E-R机理而不是L-H机理。专利技术 ...
【技术保护点】
1.一种纳米碳负载高分散铂催化剂,其特征在于:所述催化剂是以纳米碳为载体,贵金属铂以全暴露的铂纳米团簇的方式均匀负载在纳米碳载体表面上,铂的负载量为0.1%~0.48%。
【技术特征摘要】
1.一种纳米碳负载高分散铂催化剂,其特征在于:所述催化剂是以纳米碳为载体,贵金属铂以全暴露的铂纳米团簇的方式均匀负载在纳米碳载体表面上,铂的负载量为0.1%~0.48%。2.根据权利要求1所述的纳米碳负载高分散铂催化剂,其特征在于:所述纳米碳载体为石墨烯/纳米金刚石复合材料,该复合材料是以纳米金刚石为核、以富含缺陷的石墨烯为壳形成的核壳结构,为具有sp3碳核-sp2碳壳杂化的核壳结构。3.根据权利要求2所述的纳米碳负载高分散铂催化剂的制备方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:(1)制备纳米碳载体;(2)配制含贵金属铂的溶液;将H2PtCl6·6H2O溶解于去离子水中获得,溶液浓度为20g/L;(3)采用沉积沉淀法将贵金属铂负载到纳米碳载体上,得到所述纳米碳负载高分散铂催化剂。4.根据权利要求3所述的纳米碳负载高分散铂催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述纳米碳载体的制备过程如下:将纳米金刚石原料置于900~1300℃和80~100mL/min的氩气气氛中进行焙烧处理,处理时间为3~4h,焙烧处理后获得核壳结构的纳米碳载体。5.根据权利要求3所述的纳米碳负载高分散铂催化剂的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,所述沉积沉淀法的过程如下:将经步骤(1)所得到的纳米碳载体粉末与去离子水混合于烧瓶中,搅拌和超声的条件下配成悬浊液,将所得悬浊液放置在油浴锅中搅拌...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘洪阳,贾志民,
申请(专利权)人:中国科学院金属研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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