CN105170142B - 一种纳米铝铂催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本申请是名称为：一种纳米铝铂催化剂及其制造方法、应用以及2‑吡啶甲醇的制备方法，申请号为：201410149195.6的发明专利的分案申请，母案申请日为2014年04月14日。本发明公开了一种纳米铝铂催化剂及其制备方法和应用，属于吡啶衍生物的制备用催化剂领域。纳米铝铂催化剂，由铂粉和铝粉组成，所述的铂粉和铝粉的质量比为1:8.5，铂粉的尺寸为3.5‑7nm，铝粉的尺寸为3.0‑4.5nm。2‑吡啶甲醇的制备方法分成两个部分，具有物料简单，设计合理，污染环境小的优点，尤其是结合特殊的催化剂来完成，合成程序简单，合成的第二步在常温常压下即可。

Description

一种纳米铝铂催化剂及其制备方法和应用
本申请是名称为：一种纳米铝铂催化剂及其制造方法、应用以及2-吡啶甲醇的制备方法，申请号为：201410149195.6的发明专利的分案申请，母案申请日为2014年04月14日。
技术领域
本发明属于吡啶衍生物的制备用催化剂领域，具体地说，涉及一种纳米铝铂催化剂及其制备方法和应用，具更体地说，涉及一种2-吡啶甲醇的制备用的新型纳米铝、铂催化剂和应用。
背景技术
随着经济社会的发展，工业中对各种原料的需求量越来越大，尤其是吡啶甲醇作为农药、医药的中间体而被广泛应用。目前，从不同原料入手合成吡啶甲醇的方法有以下4种：
(1)溴化法，以甲基吡啶在150℃下经过溴化反应后，用碱水解得吡啶甲醇，该法溴化时需要加压设备，腐蚀较严重，吡啶甲醇收率很低，后处理方法复杂，故不易实现；
(2)四氢铝锂还原法，此法是用吡啶乙酸为原料，二氯甲烷为溶剂，四氢铝锂为还原剂进行还原反应，然后经水解得甲醇吡啶；该方法制备吡啶甲醇回收率较高，但因为吡啶乙酸和四氢铝锂价格昂贵，所以生产成本高，因此该法只适合试验室尝试，无法工业化；
(3)三异丁基铝还原法，用吡啶甲酸甲酯为原料，以三异丁基铝作为原剂，再经水解可得到吡啶甲醇，此法吡啶甲醇的回收率也较高，但也存在三异丁基铝较贵，工艺不太稳定，操作困难的问题；
(4)高压加氢法，用Raney-Ni(或Co)作催化剂，在1.96～6.86MPa的压力下，将氰基吡啶加氢制得甲胺吡啶，然后用滤液直接加亚硝酸钠和盐酸进行重氮化反应，再脱去氮，水解后得吡啶甲醇，该方法用的原料多，工艺复杂，反应压力高，催化剂耗量大，也不适合大规模的工业化生产；
(5)N-氧化物酯化水解法，将2-甲基吡啶用双氧水氧化，再与醋酸发生酯化反应后进行烯碱水解，该方法存在N-氧化物易爆炸，水解以后，提取较困难以及收率低、质量较差的问题。
中国专利号：201310406081.0，公开日2013年11月27日，该发明公开了一种4-吡啶甲醇的制备方法，其将硼氢化钠和氯化锂在四氢呋喃中形成还原混合物，在上述还原混合物中滴加4-吡啶甲酸甲酯，加热回流6～8小时后至反应结束，加酸溶液淬灭，后续按常规方法处理得4-吡啶甲醇。该发明工艺流程简单，原料价格便宜、易得，反应易操作、容易控制，产物收率及质量均优于其他已知方法，对于合成盐酸多奈哌齐具有较大的实际应用价值，但是现在随着经济社会的发展，工业中对2-吡啶甲醇的需求量越来越大，2-吡啶甲醇(英文名称：2-Pyridinemethanol，别名：2-羟甲基吡啶，分子式：C6H7NO，其结构式为分子量：109.13，在生产中，2-吡啶甲醇是非甾体抗炎药吡啶甲醇布洛芬酯的中间体，而非甾体抗炎药吡啶甲醇布洛芬酯的应用非常广泛，社会需求量很大，所以各生产企业对2-吡啶甲醇的的需求量也在逐渐增长。但是现有的方法存在生产成本高，环境污染大的问题。而像专利201310406081.0能供参考的也是4-吡啶甲醇的制备方法，而2-吡啶甲醇由于R基在2键上，很不稳定，不想4-吡啶甲醇那样容易合成，所以急需一种关于2-吡啶甲醇的制备方法，尤其是能适合工业化生产、成本低，收率高的制备方法。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有现有2-吡啶甲醇的制备方法存在原料成本高、收率低、不适合大规模工业化生产，缺乏催化剂的问题，本发明提供一种纳米铝铂催化剂及其制备方法和应用，其能降低2-吡啶甲醇的制备成本，提高收率，而且污染小。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种纳米铝铂催化剂的制备方法，其步骤：
(1)将金属铂研磨成尺寸为3.5-7nm的铂粉，将金属铝研磨成尺寸为3.0-4.5nm的铝粉；
(2)将步骤(1)中的铂粉和铝粉按照质量占比为1:8.5的比例混合均匀，得到混合粉末；
(3)将步骤(2)中的混合粉末用压片机压片，压力为137N，得到混合压块；
(4)将步骤(3)中的混合压块放在质量浓度为29％的氢氧化钠水溶液中处理2min。
优选地，上面所制备的纳米铝铂催化剂。
优选地，上面的纳米铝铂催化剂在制备2-吡啶甲醇中的应用。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明纳米铝铂催化剂，利用纳米效应，利用特性的尺寸的铂粉和铝粉的组合，形成高效的催化剂，尤其是促使2-吡啶甲醇制备过程中原料的反应；
(2)本发明纳米铝铂催化剂的制备方法，制备的混合催化剂，具有极高空隙的空状结构，尤其是采用特殊的压力，充分发挥纳米粉末之间的特殊效应，增大了接触面积，同时利用质量浓度为29％的氢氧化钠水溶液进行处理，能防止催化剂表面的团聚，促进催化剂经过压片机压片之后，表面能保持良好的空隙保证优良的分散性，提高表面活性；
(3)本发明应用于2-吡啶甲醇的制备，具有物料简单，设计合理，污染环境小的优点，尤其是结合特殊的催化剂来完成，合成程序简单，合成的第二步在常温常压下即可。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
先制备催化剂，一种纳米铝铂催化剂，由铂粉和铝粉组成，所述的铂粉和铝粉的质量比为1:8.5，铂粉的尺寸为5nm，铝粉的尺寸为4.0nm。
一种纳米铝铂催化剂的制备方法，其步骤：
(1)将金属铂研磨成尺寸为5nm的铂粉，将金属铝研磨成尺寸为4.0nm的铝粉；
(2)将步骤(1)中的铂粉和铝粉按照质量占比为1:8.5的比例混合均匀，得到混合粉末；
(3)将步骤(2)中的混合粉末用压片机压片，压力为137N，得到混合压块；
(4)将步骤(3)中的混合压块放在质量浓度为29％的氢氧化钠水溶液中处理2min，得到成品催化剂。制备的成品催化剂疏松多空，密度为0.35g/cm3。
实施例2
同实施例1，所不同的是铂粉的尺寸为3.5nm，铝粉的尺寸为4.5nm。制备的成品催化剂疏松多空，密度为0.28g/cm3。
实施例3
同实施例1，所不同的是铂粉的尺寸为7nm，铝粉的尺寸为3.0nm。制备的成品催化剂疏松多空，密度为0.39g/cm3。
实施例4
一种2-吡啶甲醇的制备方法，其步骤为：
(A)选取该步骤的反应温度为120℃，压强为0.045MPa；反应所用的催化剂选用尺寸为7nm的LiCl粉末；该步骤中O2的添加摩尔量为的摩尔量的1.5倍；
(B)将本发明H2的添加摩尔量为的2.8倍。
该步骤在常温常压下进行，采用的是实施例1中制备的催化剂。
经过检测，得到大量的2-吡啶甲醇，反应的收率为91％。
实施例5
同实施例4采用的是实施例2中制备的催化剂。经过检测，得到大量的2-吡啶甲醇，反应的收率为93％。
实施例6
采用的是实施例3中制备的催化剂。经过检测，得到大量的2-吡啶甲醇，反应的收率为87％。均比传统的反应的收率高。

Claims (3)

1.一种纳米铝铂催化剂的制备方法，其步骤：
(1)将金属铂研磨成尺寸为3.5-7nm的铂粉，将金属铝研磨成尺寸为3.0-4.5nm的铝粉；
(2)将步骤(1)中的铂粉和铝粉按照质量占比为1:8.5的比例混合均匀，得到混合粉末；
(3)将步骤(2)中的混合粉末用压片机压片，压力为137N，得到混合压块；
(4)将步骤(3)中的混合压块放在质量浓度为29％的氢氧化钠水溶液中处理2min。
2.权利要求1所制备的纳米铝铂催化剂。
3.权利要求2中的纳米铝铂催化剂在制备2-吡啶甲醇中的应用。
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