芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂及其制备方法，其中该芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂包括载体和负载在载体上的主活性组分、助活性组分和助剂组分，催化剂中主活性组分的质量百分含量≥助活性组分的质量百分含量；主活性组分包括Pd或Pt，助活性组分包括Au、Pt、Co、Pd、Ru或Ir，助剂组分包括Ce、Zn、Mo、Fe、V和Ag中的一种或两种；当主活性组分为Pd时，助活性组分为Au、Pt或Co，当主活性组分为Pt时，助活性组分为Pd、Ru或Ir。该催化剂可在有效减少贵价金属含量的基础上保证氢化反应活性，在芳香硝基化合物加氢生产芳香胺工艺中具有良好的初始活性、目标产物选择性和使用寿命。使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于催化反应
，具体涉及芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]芳香胺类化合物是精细化学品、特种化学品的重要中间体，也是基础化工领域的关键原料。比如，苯胺和甲苯二胺被广泛应用于聚氨酯工业领域，可分别用于二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI)的生产。目前，苯胺、甲苯二胺类物质主要通过相应的芳香硝基物催化氢化制备，其中催化剂是影响氢化工艺的重要成分，对于该催化剂的研究层出不穷。
[0003]例如专利申请文件CN101259414A公开了一种以负载诱导剂的载体为前体，诱导还原含镍溶液制备得到的负载型镍纳米晶催化剂，其活性可满足硝基苯加氢要求，但存在液相加氢浆态床反应器分散性不好、寿命不足、产能有限的缺陷。专利申请文件US2823235中提出了一种以低比表面、高吸油性的活性炭为载体，以Pd、Pt或者Pd
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Pt双金属作为硝基加氢的活性组分，但存在制备方法工艺复杂且贵金属含量较高，下游应用企业成本较高。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂及其制备方法。本专利技术的芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂包括载体和负载在所述载体上的主活性组分、助活性组分和助剂组分，可在有效减少贵价金属含量的基础上保证氢化反应活性，在芳香硝基化合物加氢生产芳香胺工艺中具有良好的初始活性、目标产物选择性和使用寿命。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂，其特征在于，包括载体和负载在所述载体上的主活性组分、助活性组分和助剂组分，所述催化剂中，主活性组分的质量百分含量≥助活性组分的质量百分含量；所述主活性组分包括Pd或Pt，所述助活性组分包括Au、Pt、Co、Pd、Ru或Ir，所述助剂组分包括Ce、Zn、Mo、Fe、V和Ag中的一种或两种；当所述主活性组分为Pd时，所述助活性组分为Au、Pt或Co，当所述主活性组分为Pt时，所述助活性组分为Pd、Ru或Ir。
[0006]上述的芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂，其特征在于，所述催化剂中，主活性组分的质量百分含量为1％～3.5％，助活性组分的质量百分含量为0.3％～1.5％，助剂组分的质量百分含量为0.3％～10.5％。
[0007]此外，本专利技术还提供一种制备上述的芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]步骤一、将表面活性剂、助表面活性剂、油相试剂和水混合，得到油包水微乳体系；
[0009]步骤二、将炭载体脱氧和掺氮，得到预处理炭载体；
[0010]步骤三、将步骤二所述预处理炭载体、还原剂和水混合，搅拌，调节pH为8.5～
11.5，得到载体浆料；
[0011]步骤四、配制前驱体溶液，所述前驱体溶液为含主活性组分可溶性化合物、助活性组分可溶性化合物、助剂组分可溶性化合物和稳定剂的溶液；
[0012]步骤五、水浴加热条件下，将步骤一所述油包水微乳体系升至40℃～90℃，搅拌条件下，同时滴加步骤三所述载体浆料和步骤四所述前驱体溶液，滴加完毕后继续保温搅拌，得到混合体系；
[0013]步骤六、将步骤五所述混合体系经降温和过滤，得到滤饼，将所述滤饼洗涤至无氯离子，得到芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂。
[0014]上述的方法，其特征在于，步骤一所述表面活性剂、助表面活性剂和油相试剂的质量之和为水质量的1倍～4倍，所述表面活性剂、助表面活性剂和油相试剂的质量之比为3:1:16；步骤一所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚山梨酯或硬脂酸，所述助表面活性剂为异丙醇、正丁醇或正戊醇，所述油相试剂为环己烷、正辛烷、甲苯或石油醚。
[0015]上述的方法，其特征在于，步骤二所述炭载体为活性炭、导电炭黑或碳纳米管。
[0016]上述的方法，其特征在于，步骤二所述脱氧和掺氮包括：
[0017]步骤101、将炭载体、改性剂和水混合，得到浆料A；
[0018]步骤102、将步骤101所述浆料A进行24小时浸渍，过滤；
[0019]步骤103、将步骤102过滤所得截留物烘干，焙烧，得到预处理炭载体。
[0020]上述的方法，其特征在于，步骤101所述改性剂的质量为炭载体质量的0.5倍～2倍，所述水的质量为炭载体质量的10倍～30倍，所述改性剂为吡啶、三聚氰胺、碳酸氢铵或尿素；步骤103所述焙烧为在氮气气氛中进行焙烧，焙烧温度为700℃～1200℃。
[0021]上述的方法，其特征在于，步骤三所述还原剂的物质的量为主活性组分和助活性组分物质的量之和的5倍～20倍，所述还原剂为甲醛、乙二醇、维生素C、次亚磷酸钠或水合肼。
[0022]上述的方法，其特征在于，步骤四所述稳定剂的物质的量为主活性组分和助活性组分物质的量之和的0.1倍～2.5倍，所述稳定剂为葡萄糖、柠檬酸、酒石酸或草酸。
[0023]上述的方法，其特征在于，步骤五中，继续保温搅拌的时间为2h。
[0024]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0025]1、本专利技术的芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂包括载体和负载在所述载体上的主活性组分、助活性组分和助剂组分，其中主活性组分的质量百分含量≥助活性组分的质量百分含量；所述主活性组分包括Pd或Pt，所述助活性组分包括Au、Pt、Co、Pd、Ru或Ir，所述助剂组分包括Ce、Zn、Mo、Fe、V和Ag中的一种或两种，可在有效减少贵价金属含量的基础上保证氢化反应活性，在芳香硝基化合物加氢生产芳香胺工艺中具有良好的初始活性、目标产物选择性和使用寿命。
[0026]2、本专利技术的芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂，利用主活性组分和助活性组分的协同作用实现对催化性能的调控，具有反应效率高使用寿命长的特点。
[0027]3、本专利技术上述芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂还包括助剂组分，与活性组分和改性后载体相互作用，具有更高的抗干扰能力，可有效降低反应过程中因原辅料中S、N、NO和CO等对催化过程的影响。
[0028]4、本专利技术制备上述芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂的方法中，包括先配制油包水微乳体系，然后将载体浆料和前驱体溶液同时滴加到该油包水微乳体系中进行反应，可使活性组分加入体系、被还原和吸附于载体上同时实现，避免团聚，在催化反应中展现更高的催化效率。
[0029]下面结合实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
[0030]本专利技术提供一种芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂，包括载体和负载在所述载体上的主活性组分、助活性组分和助剂组分，所述催化剂中，主活性组分的质量百分含量≥助活性组分的质量百分含量；所述主活性组分包括Pd或Pt，所述助活性组分包括Au、Pt、Co、Pd、Ru或Ir，所述助剂组分包括Ce、Zn本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂，其特征在于，包括载体和负载在所述载体上的主活性组分、助活性组分和助剂组分，所述催化剂中，主活性组分的质量百分含量≥助活性组分的质量百分含量；所述主活性组分包括Pd或Pt，所述助活性组分包括Au、Pt、Co、Pd、Ru或Ir，所述助剂组分包括Ce、Zn、Mo、Fe、V和Ag中的一种或两种；当所述主活性组分为Pd时，所述助活性组分为Au、Pt或Co，当所述主活性组分为Pt时，所述助活性组分为Pd、Ru或Ir。2.根据权利要求1所述的芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂，其特征在于，所述催化剂中，主活性组分的质量百分含量为1％～3.5％，助活性组分的质量百分含量为0.3％～1.5％，助剂组分的质量百分含量为0.3％～10.5％。3.一种制备如权利要求1所述的芳香硝基化合物氢化用负载型催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将表面活性剂、助表面活性剂、油相试剂和水混合，得到油包水微乳体系；步骤二、将炭载体脱氧和掺氮，得到预处理炭载体；步骤三、将步骤二所述预处理炭载体、还原剂和水混合，搅拌，调节pH为8.5～11.5，得到载体浆料；步骤四、配制前驱体溶液，所述前驱体溶液为含主活性组分可溶性化合物、助活性组分可溶性化合物、助剂组分可溶性化合物和稳定剂的溶液；步骤五、水浴加热条件下，将步骤一所述油包水微乳体系升至40℃～90℃，搅拌条件下，同时滴加步骤三所述载体浆料和步骤四所述前驱体溶液，滴加完毕后继续保温搅拌，得到混合体系；步骤六、将步骤五所述混合体系经降温和过滤，得到滤饼，将所述滤饼洗涤至无氯离子，得到芳香硝基化合物氢化用负载型催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，牟博，李岳锋，刘春红，闫江梅，唐良，李凡，樊小江，
申请(专利权)人：西安凯立新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：