一种类水滑石化合物负载PtM催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种类水滑石化合物负载PtM催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域，该催化剂组成为PtM/AB

【技术实现步骤摘要】
一种类水滑石化合物负载PtM催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化剂制备
，特别是涉及一种类水滑石化合物负载PtM催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氯代苯胺是一类重要的有机中间体，广泛用于合成染料、农药、医药、颜料等精细化工产品。目前，氯代苯胺大多数由其相应的硝基苯还原制得。工业上还原方法主要有铁粉还原法、硫化碱还原法、电化学还原法、催化加氢还原法等。前两种方法由于环境污染严重逐渐被淘汰，电还原法能耗高制约了其规模化应用，催化加氢还原法由于具有原子经济性高、环境友好和催化剂可回收套用等优点，最有希望替代前三种还原方法。但氯代硝基苯的加氢还原是一个复杂的过程，除了生成目标产物氯代苯胺，还会产生苯胺、氯代苯基羟胺、氯代亚硝基苯、氯苯等副产物，其中脱氯反应是最严重的副反应。既要保证较高的反应转化率，又要获得高的目标产物选择性，设计、制备对催化氯代硝基苯加氢制备氯代苯胺的催化剂至关重要。
[0003]目前研究较多的催化氯代硝基苯加氢制备氯代苯胺催化剂有负载型贵金属和Ni基非贵金属催化，如US 4070401专利公开的以5wt％Pt/C为催化剂，多元胺为脱氯抑制剂，催化加氢法制备邻氯苯胺，温度100℃，压力5.0MPa，邻硝基氯苯转化率100％，脱氯率0.4％。CN 02148509.7专利公开了以碳纳米管负载Pd，Pt为催化剂，对卤代硝基苯进行液相催化加氢，合成了相应的卤代芳胺，转化率为99.0％，脱氯率0.05％。US 4960936专利报道了以2,5
‑
二氯硝基苯为原料，以Raney
‑
Ni为催化剂，甲醇为溶剂，醋酸甲脒为助剂，在温度80℃、压力1.2MPa条件下进行间歇反应，加氢后产品纯度达99.6％。上述现有氯代硝基苯加氢制备氯代苯胺方法各有特点，主要存在以下不足：
①
不能完全避免脱氯，影响产品收率和纯度，导致催化剂失活，对设备造成腐蚀；
②
制备氯代苯胺过程中需加入一种或多种助剂抑制脱氯，影响产品质量和增加分离工序；
③
催化剂制备过程复杂，如非晶态Ni
–
P
–
B；
④
催化剂稳定性不高，重复实用性差。

技术实现思路

[0004]针对现有的氯代硝基苯加氢制备氯代苯胺方法存在不足，本专利技术提供一种类水滑石化合物负载PtM催化剂及其制备方法和应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种类水滑石化合物负载PtM催化剂，化学组成为PtM/AB
‑
LDH，其中M为Fe、Co、Ni和Cu中的一种或两种，A为Mg
2+
、Ca
2+
和Fe
2+
二价金属离子中的一种或两种，B为Al
3+
、Co
3+
和Fe
3+
三价金属离子中的一种或两种。
[0007]进一步地，所述二价金属和三价金属的摩尔比为1：(1～5)。
[0008]本专利技术提供一种所述类水滑石化合物负载PtM催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0009]1)将金属A、B、M的可溶性金属盐和铂盐加入到水中混合，搅拌加热下滴加沉淀剂
至pH＝9～13，制备得到类水滑石悬浊液，M为Fe、Co、Ni和Cu中的一种或两种，A为Mg
2+
、Ca
2+
和Fe
2+
二价金属离子中的一种或两种，B为Al
3+
、Co
3+
和Fe
3+
三价金属离子中的一种或两种；
[0010]2)将所述类水滑石悬浊液静置，恒温晶化后过滤，洗涤至滤液呈中性后，干燥，焙烧，得到催化剂前驱体；
[0011]3)将所述催化剂前驱体焙烧，还原，得到所述类水滑石化合物负载PtM催化剂。
[0012]进一步地，步骤1)所述铂盐包括氯铂酸、四氯合铂酸钾、六氯合铂酸钾或硝酸铂；
[0013]所述沉淀剂包括氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或两种；
[0014]所述加热温度为30～80℃。
[0015]进一步地，步骤2)所述恒温晶化的温度为30～80℃，时间为5～36h；
[0016]焙烧在空气中进行。
[0017]进一步地，步骤3)所述焙烧温度为200℃～700℃，焙烧时间为2～10h；
[0018]气氛为空气、氮气、氢气或氩气。
[0019]本专利技术还提供所述类水滑石化合物负载PtM催化剂在氯代硝基苯加氢反应中的应用。
[0020]进一步地，所述应用具体方法包括：
[0021]1)将氯代硝基苯、类水滑石化合物负载PtM催化剂及溶剂加入到反应釜中；
[0022]2)用N2、H2先后置换反应釜内的空气，将反应釜升温至20～60℃，调节釜内氢气压力为1MPa，反应0.5～3h。
[0023]在应用方法中，所述类水滑石化合物负载PtM催化剂为氯代硝基苯质量的2％。
[0024]在应用方法中，步骤1)所述溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇中的一种或两种。
[0025]本专利技术公开了以下技术效果：
[0026]1)本专利技术以类水滑石化合物为载体，利用其层间阴粒子的可交换性获得了高度分散的PtM粒子，PtM粒子的平均粒径为3.0nm；
[0027]2)本专利技术将该类水滑石化合物负载PtM催化剂应用于催化氯代硝基苯加氢合成氯代苯胺，可在温和的反应条件下(30℃)将氯代硝基苯完全转化为目标产物氯代苯胺，无脱氯副反应发生，并且类水滑石化合物载体对纳米PtM粒子的限域作用使该催化剂具有非常高的使用稳定性，可多次重复使用。新鲜PtM/AB
‑
LDH催化剂催化p
‑
CNB加氢，p
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CNB的转化率为90.1％，在相同的反应条件下，第四次重复使用p
‑
CNB转化率为78.3％，只下降了13.1％。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为实施例2制备的LDHs结构示意图；
[0030]图2为实施例2制备的PtM/AB
‑
LDH催化剂的透射电镜图；
[0031]图3为实施例2制备的PtM/AB
‑
LDH催化剂的重复使用结果。
具体实施方式
[0032]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0033]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种类水滑石化合物负载PtM催化剂，其特征在于，化学组成为PtM/AB
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LDH，其中M为Fe、Co、Ni和Cu中的一种或两种，A为Mg
2+
、Ca
2+
和Fe
2+
二价金属离子中的一种或两种，B为Al
3+
、Co
3+
和Fe
3+
三价金属离子中的一种或两种。2.根据权利要求1所述一种类水滑石化合物负载PtM催化剂，其特征在于，所述二价金属和三价金属的摩尔比为1：(1～5)。3.一种权利要求1～2任一项所述类水滑石化合物负载PtM催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将金属A、B、M的可溶性金属盐和铂盐加入到水中混合，搅拌加热下滴加沉淀剂至pH＝9～13，制备得到类水滑石悬浊液，M为Fe、Co、Ni和Cu中的一种或两种，A为Mg
2+
、Ca
2+
和Fe
2+
二价金属离子中的一种或两种，B为Al
3+
、Co
3+
和Fe
3+
三价金属离子中的一种或两种；2)将所述类水滑石悬浊液...

【专利技术属性】
技术研发人员：何代平，沈奕彤，曾继兰，王兆鑫，江平，
申请(专利权)人：重庆师范大学，
类型：发明
国别省市：