一种间二硝基苯加氢制间硝基苯胺的双金属催化剂制造技术

本发明专利技术公开了一种间二硝基苯加氢制间硝基苯胺的双金属催化剂，双金属催化剂以碳基材料为载体，负载Au‑过渡金属制成催化剂，记作：Au‑M/C，其中M为Ni、Cu、Co或Fe中的一种，其中Au负载量为0.1％‑8％，M含量为0.1％‑15％。发明专利技术中所使用的双金属催化剂中Au‑过渡金属之间有协同作用，可提高催化剂的催化性能以及产物的选择性，还可回收循环使用，减低成本；本发明专利技术中制备双金属催化剂的方法简单且绿色高效。

A bimetal catalyst for hydrogenation of m-dinitrobenzene to m-nitroaniline

The invention discloses a bimetallic catalyst for hydrogenation of m-dinitrobenzene to m-nitroaniline. The bimetallic catalyst is prepared by loading Au \u2011 transition metal on a carbon based material as a support, which is recorded as: Au \u2011 M / C, wherein m is one of Ni, Cu, Co or Fe, wherein Au loading amount is 0.1% \u2011 8%, and M content is 0.1% \u2011 15%. The Au \u2011 transition metal in the bimetallic catalyst used in the invention has a synergistic effect, which can improve the catalytic performance of the catalyst and the selectivity of the product, can also be recycled and recycled, and reduce the cost; the preparation method of the bimetallic catalyst in the invention is simple, green and efficient.

【技术实现步骤摘要】
一种间二硝基苯加氢制间硝基苯胺的双金属催化剂
本专利技术涉及间硝基苯胺制备
，具体是一种间二硝基苯加氢制间硝基苯胺的双金属催化剂。
技术介绍
间硝基苯胺也是一种重要的有机原料，在有机合成工业中有着广泛的应用，其主要用途有：用于有机合成及松木颜色的检验。可用于ICP-AES、AAS、AFS、ICP-MS、离子色谱等检测技术中，另外在滴定分析可用作标样。可以用作染料中间体，如用来合成冰染料，可以用于农药、医药和彩色显影剂等有机合成的中间体。工业上通常使用化学还原法制备间硝基苯胺，即硫化碱、铁粉等还原剂在酸性介质中将间二硝基苯还原为间硝基苯胺，但在实验过程中会产生大量铁泥，造成环境污染。目前研究中的电解还原法中使用的电极材料和电解设备成本高等原因，不利于工业化生产。以金属作为活性中心的催化剂在多相催化邻域中具有重要作用，纳米双金属催化剂中的包含着两种不同的金属原子，金属与金属之间存在协同作用以及金属活性中心与载体之间的相互作用，使得其具有良好的催化性能。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种间二硝基苯加氢制间硝基苯胺的双金属催化剂，无毒高效，不会产生废气废渣，反应后的废液经处理后达标排放，而且催化剂可以回收，反复使用，有利于资源的回收利用。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种间二硝基苯加氢制间硝基苯胺的双金属催化剂，双金属催化剂以碳基材料为载体，负载Au-过渡金属制成催化剂，记作：Au-M/C，其中M为Ni、Cu、Co或Fe中的一种，其中Au负载量为0.1％-8％，M含量为0.1％-15％。对本专利技术进一步的描述，包括如下制备步骤：1)通过还原法进行制取：首先取过渡金属盐溶于乙二醇水溶液(水与乙二醇的体积比为1:2-7)，超声分散使得二者充分混合，再加入碱性溶液，使其形成络合物，无明显沉淀，再向溶液制加入催化剂载体碳基材料，老化4-10h，加入还原剂，转移至釜内衬充1.0MPa惰性气体，常温下充分混合15-24h，烘干去杂后得样品M/C；2)通过置换法进行制取：将所述步骤1)中制得的样品M/C置于HAuCl4乙醇水溶液中，低温条件下进行置换操作且时间为4-10h，烘干去杂后得催化剂Au-M/C。对本专利技术进一步的描述，将所述Au-M/C放入高压反应釜中，再加入配制好的间二硝基苯甲醇溶液，先通氮气吹走空气，再通入氢气吹扫，釜内压力至2.0-6.0MPa，反应温度120-210℃，反应时间0.5-4h，反应结束后，对混合溶液进行固液分离，分离得到的清液做气相色谱分析。对本专利技术进一步的描述，所述高压反应釜中的Au-M/C催化剂质量与间二硝基苯甲醇溶液中间二硝基苯质量比为1:1-40。对本专利技术进一步的描述，所述步骤1)加入的碳基材料为炭黑或碳纳米管。对本专利技术进一步的描述，所述步骤1)中的碱性溶液为NaOH或Na2CO3。对本专利技术进一步的描述，所述步骤1)中的还原剂为水合肼或硼氢化钠乙二醇溶液。与现有技术相比，本专利技术的优点：本专利技术中所使用的双金属催化剂中Au-过渡金属之间有协同作用，可提高催化剂的催化性能以及产物的选择性，还可回收循环使用，减低成本；本专利技术中制备双金属催化剂的方法简单且绿色高效。附图说明图1为(a)(b)0.5％Au-4％Ni/C的TEM图与(c)(d)1％Au-16％Ni/C的HRTEM图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：(一)Ni/C、Au/C、AuNi/C催化剂的制备Ni/C的制备方法：称取0.9000-1.8000g的NiCl2·6H2O于250ml锥形瓶中，再加入60-100ml的乙二醇和10-40ml去离子水，超声分散10-40分钟；加入配制好的5-10mlNaOH溶液(或Na2CO3)，磁力搅拌10-20分钟；称取1.2500g碳载体加入锥形瓶中，老化4-10h；移取10-40ml水合肼(或硼氢化钠乙二醇溶液)加入上述溶液中，磁力搅拌10分钟；将锥形瓶中的溶液转移至高压反应釜内衬，磁力搅拌15-24小时；过滤洗涤，用乙醇和去离子水洗涤数次，真空干燥，研磨，称重，得Ni/C；Au/C的制备方法：移取一定量的HAuCl4溶液于烧杯中，加入0.3g碳载体，水浴加热，搅拌蒸发至干；在混合气流量为20mL·min-190％N2+10％H2中400℃下焙烧2h，升温速率为5℃/min，得Au/C催化剂。AuNi/C的制备方法：移取一定量的HAuCl4溶液于锥形瓶中，加入去离子水稀释至200ml；加入上述制备好的Ni/C，低温下磁力搅拌4-8小时；过滤洗涤，用乙醇和去离子水洗涤数次，放入真空干燥箱60℃干燥6-10小时，研磨，称重，得AuNi/C。(二)间硝基苯胺的制备称取0.05g的8％Ni/C催化剂于高压反应釜中，移取10ml的间二硝基苯甲醇溶液，在反应温度150℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，间二硝基苯(m-NDB)转化率85.25％，间硝基苯胺(m-NAN)选择性35.23％，反应结果如附表1所示。实施例2：应用实施例1中制备的2.5％Au/C催化剂进行间二硝基苯选择性加氢制备间硝基苯胺实验。称取0.05g的Au/C催化剂于高压反应釜中，移取10ml的间二硝基苯甲醇溶液，在反应温度150℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1h后，分离得到的清液做气相色谱分析，间二硝基苯转化率87.80％，间硝基苯胺选择性39.50％，反应结果如附表1所示。实施例3：应用实施例1中制备的2.5％Au-2％Ni/C催化剂进行间二硝基苯选择性加氢制备间硝基苯胺实验。称取0.05g的2.5％Au-2％Ni/C催化剂于高压反应釜中，移取10ml的间二硝基苯甲醇溶液，在反应温度150℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，间二硝基苯转化率100％，间硝基苯胺选择性68.16％，反应结果如附表1所示。实施例4：应用实施例1中制备的0.5％Au-4％Ni/C催化剂进行间二硝基苯选择性加氢制备间硝基苯胺实验。称取0.05g的0.5％Au-4％Ni/C催化剂于高压反应釜中，移取10ml的间二硝基苯甲醇溶液，在反应温度150℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1h后，分离得到的清液做气相色谱分析，间二硝基苯转化率100％，间硝基苯胺选择性92.00％，反应结果如附表1所示。实施例5：应用实施例1中制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种间二硝基苯加氢制间硝基苯胺的双金属催化剂，其特征在于，双金属催化剂以碳基材料为载体，负载Au-过渡金属制成催化剂，记作：Au-M/C，其中M为Ni、Cu、Co或Fe中的一种，其中Au负载量为0.1％-8％，M含量为0.1％-15％。/n

【技术特征摘要】
1.一种间二硝基苯加氢制间硝基苯胺的双金属催化剂，其特征在于，双金属催化剂以碳基材料为载体，负载Au-过渡金属制成催化剂，记作：Au-M/C，其中M为Ni、Cu、Co或Fe中的一种，其中Au负载量为0.1％-8％，M含量为0.1％-15％。


2.根据权利要求1所述的一种间二硝基苯加氢制间硝基苯胺的双金属催化剂，其特征在于，包括如下制备步骤：
1)通过还原法进行制取：
首先取过渡金属盐溶于乙二醇水溶液(水与乙二醇的体积比为1:2-7)，超声分散使得二者充分混合，再加入碱性溶液，使其形成络合物，无明显沉淀，再向溶液制加入催化剂载体碳基材料，老化4-10h，加入还原剂，转移至釜内衬充1.0MPa惰性气体，常温下充分混合15-24h，烘干去杂后得样品M/C；
2)通过置换法进行制取：
将所述步骤1)中制得的样品M/C置于HAuCl4乙醇水溶液中，低温条件下进行置换操作且时间为4-10h，烘干去杂后得催化剂Au-M/C。


3.根据权利要求1所述的一种间二硝基苯加氢制间硝基苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱丽华，阮露娜，张欢，裴安，荣梦珂，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：江西;36