【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工，具体是涉及一种用于合成n,n-双(3-氨丙基)甲胺的催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、n,n-双(3-氨丙基)甲胺(bapma)，其结构式如下图所示：
2、
3、bapma是一种重要的精细有机化工中间体，广泛应用在医药、农药、染料、石油化工、半导体制造和高分子等行业。同时，作为五甲基二丙烯三胺的重要前体，bapma常用于生产制备反渗透纳滤膜，环氧树脂固化促进剂，希夫碱及其配合物，医药合成中间体，印染废水处理等。
4、目前，n,n-双(3-氨丙基)甲胺主要由n,n-双(氰乙基)甲胺经过催化加氢获得，具备不同活性中心的催化剂对催化加氢还原氰基的过程以及催化活性和选择性等存在差异。
5、工业规模的腈加氢大多采用悬浮催化剂，如雷尼镍和雷尼钴。hirano等人使用镍钴双金属催化剂(manufacturing method of nitrile compound and catalyticconverter null for production:,jp特許第3156734号(p3156734)b2[p].2001.)对n,n-双(氰乙基)甲胺进行加氢，反应条件温和(80℃，4.5mpa，3.9h)，收率达93％，但是该催化剂作用下反应的选择性较差，有多种副产物的生成。
6、eidamshaus等人使用zro2负载的ru催化剂作为固定床反应的催化剂(methodforhydrogenating nitriles in the presence of a
7、一步法合成n,n-双(3-氨丙基)甲胺的报道相对较少。chen等人使用雷尼镍作为氰基加氢催化剂(an efficient synthesis of n,n,n',n',n"-pentamethyldipropylenetriamine)，以丙烯腈和甲胺为原料，在高压釜中一步合成n,n-双(氰乙基)甲胺：首先在甲醇溶剂下常温胺化4h，然后在90℃、2mpa的碱性反应条件下进行加氢反应，最终n,n-双(3-氨丙基)甲胺收率达85％。但是在该过程中，雷尼镍催化剂仅对加氢过程起催化作用，导致整体反应时间较长，效率较低。
8、综上，已报道的众多n,n-双(3-氨丙基)甲胺生产路线大多以腈为原料经过加氢获得，存在选择性差、条件苛刻、成本较高、效率较低等问题，且难以实现连续化生产，所以开发出一种可以一步合成n,n-双(3-氨丙基)甲胺的技术成为本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的首要目的是提供一种用于合成n,n-双(3-氨丙基)甲胺的催化剂的制备方法，该制备方法获得的催化剂具有简化了n,n-双(3-氨丙基)甲胺合成生产过程的设施和操作，对于合成n,n-双(3-氨丙基)甲胺反应具有活性高、选择性好的特点，另外该催化剂制备方法具有原料来源广泛、操作简单、成本低等特点。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案具体如下：
3、一种用于合成n,n-双(3-氨丙基)甲胺的催化剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
4、1)将第一水溶性金属盐、第二水溶性金属盐和水混合，得到混合双金属盐溶液；所述第一水溶性金属盐为硝酸钠、硝酸钾、硝酸镁中的一种或几种，所述第二水溶性金属盐为硝酸镍、硝酸锌、硝酸铬中的一种或几种；
5、2)在水中分散碳基基底和等量的纳米tio2作为催化剂负载，超声搅拌至分散完全，然后加入相应量的混合双金属盐溶液，所述混合双金属盐溶液中金属与催化剂负载的质量比为0.5～5.0wt％；
6、3)将上述混合双金属盐溶液置于氙灯光源下照射搅拌反应3～6h，电流为10～20a，将上述光照后的混合双金属盐溶液冷冻成固体，最后将所述固体在0.001～0.01mpa真空度、-60～-50℃条件下进行真空冷冻干燥，最终获得复合型双金属单原子催化剂即所述用于合成n,n-双(3-氨丙基)甲胺的催化剂。
7、优选方案：所述的碳基基底为石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、c3n4、氮掺杂石墨烯中的一种或几种。
8、优选方案：所述光照后的混合双金属盐溶液的冷冻时间为2～4h，所述固体的真空冷冻干燥时间为23～25h。
9、本专利技术的第二个目的是提供一种基于上述制备方法而获得的用于合成n,n-双(3-氨丙基)甲胺的催化剂。
10、本专利技术的第三个目的是提供一种上述催化剂用于制备n,n-双(3-氨丙基)甲胺的应用，该应用方法如下：
11、将复合型双金属单原子催化剂与原料丙烯腈、甲胺加入高压釜中，所述复合型双金属单原子催化剂与原料丙烯腈、甲胺的质量比为1～5wt％；利用氮气对高压釜内腔进行气体置换，然后于80～100℃的反应温度、0.5～2.0mpa的反应压力下搅拌反应1.5～2.5h，再通入氢气，在维持压力1.5～3mpa，130～160℃下搅拌反应1.5～2.5h；反应结束后，打开高压釜，加入溶剂溶解反应产物并过滤，即得到产物n,n-双(3-氨丙基)甲胺。
12、优选方案：所述搅拌反应时间为2h。
13、本专利技术取得的技术效果如下：
14、1)本专利技术复合型双金属单原子催化剂制备原理是：光沉积法制备催化剂的过程中，具有感光性的材料用紫外光照射时，产生容易移动且活性极强的电子-空穴对，光生载流子对可以在晶格中自由迁移到晶格表面或其他反应场所，形成自由空穴和自由电子，并立即被表面物种捕获，发生各种氧化还原反应，将不同的金属原子锚定在载体上，形成复合型双金属单原子催化剂。该催化剂制备过程中每步操作的作用是：不同种类的金属盐是不同活性中心的前驱体；tio2以及c3n4作为感光材料，在光照下产生电子空穴；加入有大比表面积、特殊形貌和结构的碳基载体，可提供负载表面，有利于分散，同时分离电子，防止电子空穴的快速复合；真空冷冻干燥步骤的作用是在低温下除去体系中的水分，同时保留催化剂内部的稳定结构；其相应技术参数对于催化剂成功制备的影响是：金属和载体的质量比控制在0.5～5.0wt％，过高形成团聚，过低则活性不足；光照时间控制在3～6h，过低金属未发生还原，过高影响载体结构；金属盐选取钠盐、钾盐、镁盐、镍盐、锌盐、铬盐，分别作为胺化反应和加氢反应的活性中心。其关键技术点有：金属和负载载体的质量比控制了金属在载体表面的分散度；光照时间影响金属的还原价态；金属盐的选取影响活性中心的类型，前一步的活性位可作为后一步的助催化剂，提高加氢选择性。总而言之，本专利技术催化剂的成功制备确保了n,n-双(3-氨丙基)甲胺的一步合成。
15、2)本专利技术制备的复合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于合成N,N-双(3-氨丙基)甲胺的催化剂的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：
2.一种基于权利要求1所述的制备方法而获得的用于合成N,N-双(3-氨丙基)甲胺的催化剂。
3.一种如权利要求1所述的催化剂用于制备N,N-双(3-氨丙基)甲胺的应用，其特征在于该应用方法如下：
4.如权利要求3所述的催化剂用于制备N,N-双(3-氨丙基)甲胺的应用，其特征在于：所述搅拌反应时间为2h。
【技术特征摘要】
1.一种用于合成n,n-双(3-氨丙基)甲胺的催化剂的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：
2.一种基于权利要求1所述的制备方法而获得的用于合成n,n-双(3-氨丙基)甲胺的催化剂。
3....
【专利技术属性】
技术研发人员：阮建成，石李明，刘福洲，王舒月，沈文波，钱超，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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