CN105195140A - 一种钯/碱金属化合物负载型催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种钯/碱金属化合物负载型催化剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105195140A CN105195140A CN201510593661.4A CN201510593661A CN105195140A CN 105195140 A CN105195140 A CN 105195140A CN 201510593661 A CN201510593661 A CN 201510593661A CN 105195140 A CN105195140 A CN 105195140A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- palladium
- alkali metal
- metal compound
- compound
- catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 220
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 109
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 53
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- -1 aromatic nitro compound Chemical class 0.000 claims abstract description 38
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 40
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 24
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 21
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 20
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 19
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 16
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 13
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 12
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 11
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims description 9
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 8
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 8
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 claims description 7
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 7
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) nitrate Chemical compound [Pd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical group 0.000 claims description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 claims description 4
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 claims description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims description 4
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 4
- BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N butan-2-ol Chemical compound CCC(C)O BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NLSCHDZTHVNDCP-UHFFFAOYSA-N caesium nitrate Chemical compound [Cs+].[O-][N+]([O-])=O NLSCHDZTHVNDCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 4
- 239000010903 husk Substances 0.000 claims description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 4
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N lithium nitrate Chemical compound [Li+].[O-][N+]([O-])=O IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 claims description 4
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 4
- MFGOFGRYDNHJTA-UHFFFAOYSA-N 2-amino-1-(2-fluorophenyl)ethanol Chemical compound NCC(O)C1=CC=CC=C1F MFGOFGRYDNHJTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 3
- AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M caesium chloride Chemical compound [Cl-].[Cs+] AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M caesium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Cs+] HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 3
- 229940072033 potash Drugs 0.000 claims description 3
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L caesium carbonate Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-]C([O-])=O FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910000024 caesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- 235000011118 potassium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000160 potassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 claims description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims description 2
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 claims description 2
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 238000005695 dehalogenation reaction Methods 0.000 abstract description 19
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 abstract description 11
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 10
- 150000002828 nitro derivatives Chemical class 0.000 abstract description 5
- 208000012839 conversion disease Diseases 0.000 abstract description 4
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 abstract description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 7
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 5
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 5
- SDYWXFYBZPNOFX-UHFFFAOYSA-N 3,4-dichloroaniline Chemical compound NC1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1 SDYWXFYBZPNOFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- KMAQZIILEGKYQZ-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-3-nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC(Cl)=C1 KMAQZIILEGKYQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N Morpholine Chemical compound C1COCCN1 YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 2
- HVLLSGMXQDNUAL-UHFFFAOYSA-N triphenyl phosphite Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 HVLLSGMXQDNUAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- NTBYINQTYWZXLH-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichloro-4-nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1 NTBYINQTYWZXLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006414 CCl Chemical group ClC* 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 239000003905 agrochemical Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- ZZVUWRFHKOJYTH-UHFFFAOYSA-N diphenhydramine Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(OCCN(C)C)C1=CC=CC=C1 ZZVUWRFHKOJYTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 235000019256 formaldehyde Nutrition 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M iodide Chemical compound [I-] XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940006461 iodide ion Drugs 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Substances [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000018 nitroso group Chemical group N(=O)* 0.000 description 1
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 1
- MUJIDPITZJWBSW-UHFFFAOYSA-N palladium(2+) Chemical compound [Pd+2] MUJIDPITZJWBSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 235000013599 spices Nutrition 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- XZZNDPSIHUTMOC-UHFFFAOYSA-N triphenyl phosphate Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP(OC=1C=CC=CC=1)(=O)OC1=CC=CC=C1 XZZNDPSIHUTMOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Abstract
本发明提供了一种钯/碱金属化合物负载型催化剂及其制备方法,所述催化剂由载体和负载在载体上的活性组分组成,所述载体为活性炭,所述活性组分为单质钯和碱金属化合物,基于载体活性炭的质量,单质钯的负载量为0.25wt%~15.0wt%,碱金属化合物中碱金属元素的理论负载量为0.01wt%~5.0wt%;本发明催化剂可应用于卤代芳香硝基化合物和/或芳香硝基化合物的催化加氢反应;本发明催化剂催化活性高、易回收套用,应用于卤代芳香硝基化合物的催化加氢反应时,无需添加任何脱卤抑制剂,并且在保持高反应速率下,反应转化率、产物选择性仍很优异。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种钯/碱金属化合物负载型催化剂及其制备方法,所述催化剂可应用于单一卤代芳香硝基化合物或单一芳香硝基化合物的催化加氢反应,也可应用于卤代芳香硝基化合物和芳香硝基化合物共混体系的催化加氢反应。
(二)技术背景
卤代芳胺是一类重要的有机合成中间体,广泛应用于染料、医药、农药、增塑剂、纺织、香料、合成纤维、印染助剂、液晶材料、螯合剂以及聚合物、阻燃剂等有机精细化学品的合成。卤代芳胺的生产方法主要由相应的卤代芳香硝基化合物还原制取。催化加氢还原法因其具有操作过程简单、产品收率高、产品品质好和能耗低等优势而备受关注,是一条环境友好的绿色工艺。但是,卤代芳香硝基化合物加氢还原生成卤代芳胺过程中易发生氢解脱卤副反应造成产品选择性下降。因此,催化加氢还原法的关键问题是如何抑制脱卤副反应的发生。
目前,抑制脱卤主要有四条途径:
(1)添加脱卤抑制剂法。即随催化剂、原料、溶剂等一起将脱卤抑制剂加入到反应液中进行加氢反应。加入量一般为原料量的0.1%~5%。脱卤抑制剂通常是一些有机碱或其它含有给电子基团的化合物。如吗啉/哌嗪[US3361819A1]、亚磷酸三苯酯/磷酸三苯酯[US3474144]、砜类化合物[US5126485]、烷基胺/醇胺/杂环胺等有机胺[JP73-49728]等。脱卤抑制剂的加入有效地抑制了脱卤副反应的发生,使脱卤率降到0.5%以下,大大提高了反应选择性和产品收率。但脱卤抑制剂的加入,随之带来催化剂活性下降,抑制剂分离困难,生产成本增加,影响产品品质等一系列问题。
(2)调变活性组分-助剂-载体的相互作用。例如参见A.Tijani,B.Coq,F.Figuaras,Appl.Catal.,1991,76(2),255;B.Coq,A.Tijani,F.Figueras,J.Mol.Catal.,1992,71(3),317;B.Coq,A.Tijani,J.Mol.Catal.,1993,79(3),253;X.D.Wang,M.H.Liang,H.Q.Liu,Y.Wang,J.Mol.Catal.,A.2007,273,160。这种方法多以贵金属为活性组分,铁、铜、锡等为助剂,负载在二氧化硅、氧化铝等载体上。通过贵金属与氧化物相互作用形成的电子缺位促进硝基和亚硝基的还原,抑制氨基供电效应钝化C-Cl键,减少脱卤副反应发生。此类催化剂抑制脱卤效果亦十分明显。但是此类催化剂制备过程复杂,且由于使用Fe2O3、SnO2或Al2O3等作为载体,导致贵金属回收成本提高,催化加氢活性下降。
(3)制备纳米金属胶体。该法采用PVP稳定法,制备高分散的贵金属催化剂(PVP–Ru/Pt参见:KratkyV.,KralikM.,MecarovaM.,etal.ApplCatalA:General,2002,235(1-2):225-231、Sn4+-PVP-Pd/γ-Al2O3参见:JiangL.C.,GuH.Z.,XuX.Z.,etal.J.Mole.Catal.A:Chemical,2009,310(1-2):144-149),或直接用于液相加氢,或将其负载于载体上应用于气液固三相加氢反应。此类催化剂制备过程复杂,成本较高,难于大规模工业化应用。
(4)改变活性组分粒径大小。该方法通过修饰活性炭表面官能团,调变贵金属阴离子络合物在活性炭表面吸附、沉积及还原过程,进而调控贵金属粒子尺寸变大(CN1817455A)。或者采用高温焙烧的方法,促使小粒径金属粒子发生团聚,得到大粒径的贵金属催化剂(CN104163764A)。活性组分粒径变大,改变了氢气和卤代芳香硝基化合物的吸附及活化形态,有效抑制了氢解脱卤副反应的发生。但是,该方法减少了活性组组分的分散度,降低了催化活性和反应速率。同时,大大降低了贵金属的有效利用率。
综上所述,现有的催化剂存在两大缺点:(1)添加其它金属助剂或使用氧化物载体,卤代芳胺选择性低,抑制脱卤效果不佳。同时,金属助剂和氧化物载体的加入增加了贵金属活性组分回收再利用过程的分离难度,降低了金属回收率,加重了富含重金属的回收废液的环境污染;(2)添加抑制剂、增大活性组分粒子尺寸等强化抑制脱卤效果势必减弱了催化剂的催化加氢活性,降低了加氢反应速率,循环使用过程条件苛刻。同时,降低了贵金属活性组分的有效利用率。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种钯/碱金属化合物负载型催化剂及其制备方法,所述催化剂可应用于卤代芳香硝基化合物和/或芳香硝基化合物的催化加氢反应。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种钯/碱金属化合物负载型催化剂,所述催化剂由载体和负载在载体上的活性组分组成,所述载体为活性炭,所述活性组分为单质钯和碱金属化合物,基于载体活性炭的质量,单质钯的负载量为0.25wt%~15.0wt%,碱金属化合物中碱金属元素的理论负载量为0.01wt%~5.0wt%;所述碱金属化合物中的碱金属元素为锂、钠、钾、铯中的一种或任意两种以任意比例的组合,所述碱金属化合物为碱金属的氢氧化物、氯化物、碳酸盐、磷酸盐或硝酸盐。
本发明钯/碱金属化合物负载型催化剂,所述载体活性炭灰份为0.01wt%~5.0wt%,比表面积为500~2000m2/g,孔容为0.4~1.5mL/g;所述活性炭的材质可以为椰壳、木质或煤质;所述单质钯的粒径为0.5~15nm,优选1.0~8.0nm。
优选所述催化剂中,基于载体活性炭的质量,单质钯的负载量为0.5wt%~10.0wt%,碱金属化合物中碱金属元素的理论负载量为0.05wt%~4.5wt%。
所述碱金属化合物为可溶性的,通常为碱金属的氢氧化物、氯化物、碳酸盐、磷酸盐或硝酸盐,优选碱金属的氢氧化物、氯化物和碳酸盐;具体的,所述碱金属化合物为氢氧化钠、氯化钠、碳酸钠、磷酸钠、硝酸钠、氢氧化钾、氯化钾、碳酸钾、磷酸钾、硝酸钾、氢氧化锂、氯化锂、硝酸锂、氢氧化铯、氯化铯、碳酸铯、硝酸铯中的一种或任意两种以任意比例的混合物,优选氢氧化钠、氯化钠、碳酸钠、氢氧化钾、氯化钾、碳酸钾、氢氧化锂、氢氧化铯、氯化铯中的一种或任意两种以任意比例的混合物。
本发明还提供了所述钯/碱金属化合物负载型催化剂的制备方法,所述制备方法按如下步骤进行:
(a)取活性炭进行干燥脱水;
(b)以氯化钯或硝酸钯为钯源配制钯液;以氯化钯为钯源的配制方法为:先将氯化钯溶于浓盐酸溶液中(即为氯钯酸溶液),再用去离子水稀释,最后调节pH值为0.0~2.0,即得钯液A;以硝酸钯为钯源的配制方法为:将硝酸钯溶于去离子水中,调节pH值为0.0~2.0,即得钯液B;
(c)将经过步骤(a)干燥脱水的活性炭浸没于步骤(b)得到的钯液A或钯液B中,在1.0~100℃下搅拌浸渍1~10h后,调节pH值为8~10,再加入还原剂于30~80℃下进行还原反应1~10h,之后反应体系过滤,滤饼用去离子水洗涤至中性后干燥,得到单质钯负载的活性炭;
所述钯液A或钯液B的体积用量以干燥脱水后活性炭的质量计为2~10mL/g;所述钯液A或钯液B中钯金属元素的理论质量是干燥脱水后活性炭质量的0.25%~15.0%;所述还原剂为氢气、水合肼、甲醛、甲酸、抗坏血酸、乙二醇、乙醇或葡萄糖;当还原剂为氢气时,所述还原反应在氢气压力为0.01~1.0MPa下进行;当还原剂为水合肼、甲醛、甲酸、抗坏血酸、乙二醇、乙醇或葡萄糖时,所述还原剂的物质的量是钯液A或钯液B中钯金属元素的理论物质的量的1.0~15倍;
(d)将碱金属化合物溶于水中配制成碱金属化合物的水溶液,将所得碱金属化合物的水溶液与步骤(c)得到的单质钯负载的活性炭在5~50℃下进行等体积浸渍0.5~10h,之后直接进行真空干燥,得到所述的钯/碱金属化合物负载型催化剂;
所述碱金属化合物的水溶液中碱金属元素的理论质量是步骤(a)中干燥脱水后活性炭质量的0.01%~5.0%。
本发明所述制备方法步骤(a)中,推荐所述活性炭在100~150℃下进行干燥脱水2~5h。
步骤(b)中,所述的浓盐酸为普通市售的浓盐酸,通常其中HCl含量为36wt%~38wt%;所述pH值的调节推荐使用盐酸、硝酸中一种或者两种以任意比例的组合。
步骤(c)中,优选所述活性炭在钯液A或钯液B中搅拌浸渍的温度为5.0~90℃;优选使用氨水调节pH值;优选所述钯液A或钯液B中钯金属元素的理论质量是干燥脱水后活性炭质量的0.5%~10.0%;优选所述还原剂为氢气、甲醛或甲酸;所述滤饼用去离子水洗涤至中性后,推荐在100~150℃下干燥2~5h。
需要说明的是,根据业内共识和实验证明,在本发明涉及的钯负载量范围内,步骤(c)中钯离子在浸渍、沉淀及还原后,钯液中的钯源几乎都能被活性炭吸附。
步骤(d)中,优选所述碱金属化合物的水溶液中碱金属元素的理论质量是干燥脱水后活性炭质量的0.05%~4.5%;推荐所述真空干燥的温度为25~80℃,时间为1~5h。
本发明中,术语“钯液A”、“钯液B”没有特殊的含义,标记为“A”和“B”只是用于区分不同操作步骤中的钯液。
本发明所述钯/碱金属化合物负载型催化剂可应用于单一卤代芳香硝基化合物或单一芳香硝基化合物的催化加氢反应,也可应用于卤代芳香硝基化合物和芳香硝基化合物共混体系的催化加氢反应。
具体的,所述应用的方法为:将底物式(I)所示化合物和本发明钯/碱金属化合物负载型催化剂投入高压加氢反应釜内,密闭反应釜,用氢气置换空气后开启搅拌,在温度为40~200℃、氢气压力为0.1~3.0MPa的条件下进行催化加氢反应;反应过程中,通过取样进行色谱分析以监测反应进程,当底物转化率达到100%时停止反应,之后加氢液经后处理得到产物式(II)所示化合物;
式(I)或式(II)中,R1、R2、R3、R4、R5各自独立为H、Cl、F、CH3、CH2CH3、NO2、NH2、OCH3、OCH2CH3、C6H5、COOCH3或C6ClxH5-x(x为1、2、3、4或5)。
需要说明的是,由于本发明所述钯/碱金属化合物负载型催化剂可应用于单一卤代芳香硝基化合物或单一芳香硝基化合物的催化加氢反应,也可应用于卤代芳香硝基化合物和芳香硝基化合物共混体系的催化加氢反应。因此,所述应用方法中,催化加氢底物可以是式(I)所示化合物中的一种或两种以上任意比例的混合物。
所述应用方法中,推荐所述底物式(I)所示化合物与本发明钯/碱金属化合物负载型催化剂的投料质量比为100:0.1~4,优选100:0.2~2.0;优选反应温度为45~160℃,优选氢气压力为0.2~2.5MPa。
所述底物式(I)所示化合物可以在无溶剂条件下进行加氢反应,只要催化加氢底物和产物的熔点低于加氢反应的温度即可;并且,也可以在溶剂中进行加氢反应,适用的溶剂为甲醇、乙醇、水、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇中的一种或两种以上任意比例的混合溶剂,推荐所述溶剂的体积用量以底物式(I)所示化合物的质量计为0.5~15mL/g,优选为1~10mL/g。
当在无溶剂条件下进行加氢反应时,所述加氢液后处理的方法为:加氢液过滤分离出催化剂,滤液经相分离分水后,再经减压蒸馏脱水即得产物;当在溶剂中进行加氢反应时,所述加氢液后处理的方法为:加氢液过滤分离出催化剂,滤液经回收溶剂、相分离分水及减压蒸馏脱水后即得产物。并且,后处理过程中,加氢液过滤得到的催化剂滤饼可返回至反应釜进行催化剂套用。
与现有技术相比,本发明的有益效果体现在:
(1)本发明钯/碱金属化合物负载型催化剂活性组分钯粒径小,催化活性高,反应速率快;不但可适用于芳香硝基化合物催化加氢,也可适用于卤代芳香硝基化合物或者两者混合物的催化加氢;并且本发明催化剂应用于卤代芳香硝基化合物的催化加氢反应时,无需添加任何脱卤抑制剂,在保持较高的反应速率下,卤代芳香硝基化合物加氢反应转化率100%,卤代芳胺选择性仍可达99.9%以上;
(2)本发明催化剂中,金属钯在载体表面分散度高,金属利用率高;
(3)本发明催化剂循环使用过程条件温和,套用次数多;
(4)本发明催化剂中,碱金属化合物性质稳定且易溶于水,不影响炭载贵金属催化剂钯的回收再利用。
综上,由于卤代芳香硝基化合物在硝基加氢的同时,卤素也比较容易加氢生成卤化氢,此类反应选择性要求比较高,通常脱卤副产物含量要求在0.5%以下。而现有的催化剂需要加金属助剂、金属氧化物做载体(缺点是不易贵金属回收);制备大粒径钯催化剂(钯利用率低),加有机胺类抑制剂等。从反应上讲,现有催化剂都是抑制催化活性,反应速率上要求低(否则选择性低,脱卤高)。而本发明催化剂应用时无需添加任何脱卤抑制剂,在保持较高的反应速率下,卤代芳香硝基化合物加氢反应转化率100%,卤代芳胺选择性仍可达99.9%以上,具有显著的进步。
(四)附图说明
图1是本发明实施例2制得的催化剂的XRD图;
图2是本发明实施例2制得的催化剂的TEM图。
(五)具体实施方式
下面以具体实施例来进一步说明本发明的技术方案,但本发明的保护范围不限于此。
实施例1~实施例18
提供了催化剂活性组分含量、配比及其制备条件(如表1所示)。
催化剂具体制备过程如下(以实施例1为例):
(a)将比表面积为1400m2/g、孔容为0.85mL/g、灰份为3.2%的椰壳制活性炭于120℃真空干燥脱水3h;移取3mL浓度为0.0833g/mL的氯钯酸溶液(其中盐酸浓度0.1mol/L)于50mL去离子水中,用盐酸调节使其pH值呈0.8;
(b)然后将经过真空干燥脱水的10g活性炭浸于钯液中,80℃充分搅拌浸渍5h,用氨水调节pH值至9.5;
(c)半小时之后,滴加1.5mL甲醛溶液(GB-T685-1993),80℃还原2h。之后降至室温,反应体系过滤,滤饼用去离子水洗涤至中性,105℃干燥脱水3h,得到单质钯负载的活性炭;
(d)称取0.087g氢氧化钠,配制成与所称取活性炭总孔容相同体积的水溶液,与步骤(c)所得单质钯负载的活性炭于35℃下进行等体积浸渍5h,然后50℃干燥5h,即得所述钯/碱金属化合物负载型催化剂。
比较例1
(a)将比表面积为1200m2/g、孔容为0.55mL/g、灰份为4.0%的椰壳制活性炭于120℃真空干燥脱水3h;移取4mL浓度为0.0833g/mL的氯钯酸溶液(其中盐酸浓度0.1mol/L)于50mL去离子水中,用盐酸调节使其pH值呈0.8;
(b)然后将经过真空干燥脱水的10g活性炭浸于钯液中,80℃充分搅拌浸渍5h,用氢氧化钠调节pH值至8~10;
(c)半小时之后,滴加1.5mL水合肼,30℃还原2h。之后降至室温,反应体系过滤,滤饼用去离子水洗涤至中性,105℃干燥脱水3h,得到单质钯负载型催化剂。
比较例2
催化剂制备过程如中国专利[CN1817455A]公开的方法制备,钯负载量为2.0%。
具体制备方法为:
称取10g活性炭,活性炭的比表面积为1600m2/g,活性炭浸渍在120毫升浓度为2.5mol/L的KI溶液中6小时,过滤,用去离子水洗涤至无碘离子检出。然后将处理的活性炭配制成温度80℃的100mL浆液,缓慢滴加4毫升的H2PdCl4溶液(Pd含量为0.05g/mL),搅拌6h,再用10%的NaOH溶液调节溶液pH值至弱碱性(pH=8),并将温度降至室温,过滤,去离子水洗涤至中性。将未还原的催化剂于30℃下配置成150mL的浆液,然后缓慢滴加2毫升的85%水合肼溶液,继续搅拌2小时。还原后的催化剂经过滤,去离子水洗涤至中性,最后于室温在空气中经初步干燥,取湿样密封保存。经高倍透射电镜测定钯微粒的平均大小为26nm。
比较例3
催化剂制备过程如中国专利[CN104163764A]公开的方法制备,钯负载量为2.0%。
具体制备方法为:
称取比表面积为1200m2/g的活性炭,将其配制成温度80℃的浆液,按负载量为2wt%缓慢滴加H2PdCl4溶液,充分搅拌均匀;浸渍2h后,添加NaOH溶液调节pH值至7.5,并将温度降至室温,过滤,滤饼用去离子水洗涤至中性;再将滤饼于70℃下配制成浆液,滴加过量水合肼溶液,搅拌,过滤,滤饼用去离子水洗涤至中性,于100℃下真空干燥,制得炭载钯催化剂;并将其在氧气气氛下分别经800℃焙烧5小时,得到炭载大粒径钯催化剂。
实施例19~39是将上述实施例1~18、比较例1~3制备方法制得的催化剂应用于卤代芳香硝基化合物催化加氢反应合成相应卤代芳胺的例子。
实施例19
将200g6-氯-2-硝基甲苯和1.0g实施例1制备的钯/碱金属化合物负载型催化剂加入500mL高压反应釜中,关闭反应釜,用氮气置换出反应器中空气,然后用氢气置换氮气,开启搅拌,搅拌转数1000r/min,维持反应温度50℃,氢气压力0.5MPa进行反应。取样经色谱检测6-氯-2-硝基甲苯含量为0时,停止反应,过滤催化剂。滤液经相分离分水及减压蒸馏脱水后即为产物,经色谱定量分析(摩尔百分比),结果为加氢反应转化率100%,选择性99.96%。
实施例20~实施例39的操作条件同实施例19,分别是实施例2~实施例18及比较例1~3所制得的加氢催化剂在6-氯-2-硝基甲苯催化加氢合成相应芳胺反应中的应用,其催化性能结果如表2所示。
表2实施例2~18及比较例1~3所制备催化剂的催化性能结果
实施例40~57为实施例2所制备的加氢催化剂在卤代芳香硝基化合物催化加氢合成相应芳胺反应中的催化性能,其结果如表3所示。
表3实施例2所制备的催化剂在卤代芳香硝基化合物催化加氢合成相应芳胺反应中的催化性能
实施例58
实施例58为在实施例19的操作条件下,实施例2所制备的催化剂在3,4-二氯硝基苯催化加氢反应中套用实验情况,其结果如表4所示。
表4实施例2所制备催化剂合成3,4-二氯苯胺反应的套用实验结果
实施例59
在6000L反应釜中加入3500kg3,4-二氯硝基苯,17kg实施例2所制备的钯/碱金属化合物负载型催化剂。用氮气置换出反应器中空气,然后用氢气置换氮气,待检测釜内氧气含量低于0.01%时,开启搅拌,维持反应温度75℃,氢气压力0.5MPa进行反应,取样经色谱检测3,4-二氯硝基苯的含量为0时,停止反应,过滤催化剂。滤液采用Agilent7890气相色谱分析各组分含量(结果如表5所示)。澄清滤液打入中间槽,分别经相分离分水、减压蒸馏脱水、降温结晶、切片,得到成品3,4-二氯苯胺。滤饼催化剂返回高压反应釜内,进行套用生产。下表5为钯/碱金属化合物负载型催化剂合成3,4-二氯苯胺反应的工业生产情况。
表56000L釜内钯/碱金属化合物负载型催化剂合成3,4-二氯苯胺反应的工业生产情况
Claims (10)
1.一种钯/碱金属化合物负载型催化剂,其特征在于,所述催化剂由载体和负载在载体上的活性组分组成,所述载体为活性炭,所述活性组分为单质钯和碱金属化合物,基于载体活性炭的质量,单质钯的负载量为0.25wt%~15.0wt%,碱金属化合物中碱金属元素的理论负载量为0.01wt%~5.0wt%;所述碱金属化合物中的碱金属元素为锂、钠、钾、铯中的一种或任意两种以任意比例的组合,所述碱金属化合物为碱金属的氢氧化物、氯化物、碳酸盐、磷酸盐或硝酸盐。
2.如权利要求1所述的钯/碱金属化合物负载型催化剂,其特征在于,所述载体活性炭灰份为0.01wt%~5wt%,比表面积为500~2000m2/g,孔容为0.4~1.5mL/g;所述活性炭的材质为椰壳、木质或煤质;所述单质钯的粒径为0.5~15nm。
3.如权利要求1所述的钯/碱金属化合物负载型催化剂,其特征在于,所述单质钯的负载量为0.5wt%~10.0wt%,所述碱金属化合物中碱金属元素的理论负载量为0.05wt%~4.5wt%。
4.如权利要求1所述的钯/碱金属化合物负载型催化剂,其特征在于,所述碱金属化合物为氢氧化钠、氯化钠、碳酸钠、磷酸钠、硝酸钠、氢氧化钾、氯化钾、碳酸钾、磷酸钾、硝酸钾、氢氧化锂、氯化锂、硝酸锂、氢氧化铯、氯化铯、碳酸铯、硝酸铯中的一种或任意两种以任意比例的混合物。
5.一种如权利要求1所述的钯/碱金属化合物负载型催化剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法按如下步骤进行:
(a)取活性炭进行干燥脱水;
(b)以氯化钯或硝酸钯为钯源配制钯液;以氯化钯为钯源的配制方法为:先将氯化钯溶于浓盐酸溶液中,再用去离子水稀释,最后调节pH值为0.0~2.0,即得钯液A;以硝酸钯为钯源的配制方法为:将硝酸钯溶于去离子水中,调节pH值为0.0~2.0,即得钯液B;
(c)将经过步骤(a)干燥脱水的活性炭浸没于步骤(b)得到的钯液A或钯液B中,在1.0~100℃下搅拌浸渍1~10h后,调节pH值为8~10,再加入还原剂于30~80℃下进行还原反应1~10h,之后反应体系过滤,滤饼用去离子水洗涤至中性后干燥,得到单质钯负载的活性炭;
所述钯液A或钯液B的体积用量以干燥脱水后活性炭的质量计为2~10mL/g;所述钯液A或钯液B中钯金属元素的理论质量是干燥脱水后活性炭质量的0.25%~15.0%;所述还原剂为氢气、水合肼、甲醛、甲酸、抗坏血酸、乙二醇、乙醇或葡萄糖;当还原剂为氢气时,所述还原反应在氢气压力为0.01~1.0MPa下进行;当还原剂为水合肼、甲醛、甲酸、抗坏血酸、乙二醇、乙醇或葡萄糖时,所述还原剂的物质的量是钯液A或钯液B中钯金属元素的理论物质的量的1.0~15倍;
(d)将碱金属化合物溶于水中配制成碱金属化合物的水溶液,将所得碱金属化合物的水溶液与步骤(c)得到的单质钯负载的活性炭在5~50℃下进行等体积浸渍0.5~10h,之后直接进行真空干燥,得到所述的钯/碱金属化合物负载型催化剂;
所述碱金属化合物的水溶液中碱金属元素的理论质量是步骤(a)中干燥脱水后活性炭质量的0.01%~5.0%。
6.如权利要求1所述钯/碱金属化合物负载型催化剂在单一卤代芳香硝基化合物、单一芳香硝基化合物,或者卤代芳香硝基化合物和芳香硝基化合物共混体系的催化加氢反应中的应用。
7.如权利要求6所述的应用,其特征在于,所述应用的方法为:将底物式(I)所示化合物和权利要求1所述钯/碱金属化合物负载型催化剂投入高压加氢反应釜内,密闭反应釜,用氢气置换空气后开启搅拌,在温度为40~200℃、氢气压力为0.1~3.0MPa的条件下进行催化加氢反应;反应过程中,通过取样进行色谱分析以监测反应进程,当底物转化率达到100%时停止反应,之后加氢液经后处理得到产物式(II)所示化合物;
所述底物为式(I)所示化合物中的一种或两种以上任意比例的混合物;
式(I)或式(II)中,R1、R2、R3、R4、R5各自独立为H、Cl、F、CH3、CH2CH3、NO2、NH2、OCH3、OCH2CH3、C6H5、COOCH3或C6ClxH5-x,其中,x为1、2、3、4或5。
8.如权利要求7所述的应用,其特征在于,所述催化加氢反应在溶剂中进行,所述溶剂为甲醇、乙醇、水、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇中的一种或两种以上任意比例的混合溶剂,所述溶剂的体积用量以底物式(I)所示化合物的质量计为0.5~15mL/g。
9.如权利要求7所述的应用,其特征在于,所述底物式(I)所示化合物与钯/碱金属化合物负载型催化剂的投料质量比为100:0.1~4。
10.如权利要求7所述的应用,其特征在于,催化加氢反应温度为45~160℃,氢气压力为0.2~2.5MPa。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510593661.4A CN105195140B (zh) | 2015-09-17 | 2015-09-17 | 一种钯/碱金属化合物负载型催化剂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510593661.4A CN105195140B (zh) | 2015-09-17 | 2015-09-17 | 一种钯/碱金属化合物负载型催化剂及其制备方法和应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105195140A true CN105195140A (zh) | 2015-12-30 |
CN105195140B CN105195140B (zh) | 2017-11-07 |
Family
ID=54943299
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510593661.4A Active CN105195140B (zh) | 2015-09-17 | 2015-09-17 | 一种钯/碱金属化合物负载型催化剂及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105195140B (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105797719A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-07-27 | 河北建新化工股份有限公司 | 用于间硝基苯磺酸加氢合成间氨基苯磺酸的负载型双金属/多金属催化剂及制备方法和应用 |
CN107469813A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-12-15 | 浙江工业大学 | 一种负载型贵金属加氢催化剂及其制备和应用 |
CN108341780A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-07-31 | 常州市阳光药业有限公司 | 托伐普坦中间体的制备方法 |
CN111995503A (zh) * | 2019-05-27 | 2020-11-27 | 华东师范大学 | 一种乙二醇丁醚合成方法、以及负载型钯催化剂及其应用 |
CN112642425A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-13 | 西安凯立新材料股份有限公司 | 一种用于卤代芳香硝基化合物硝基还原防脱卤催化剂及其制备方法与应用 |
CN116116434A (zh) * | 2023-04-04 | 2023-05-16 | 河北东丽新材料有限公司 | 一种复合催化剂及其制备方法和在加氢还原反应中的应用 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100346017B1 (ko) * | 1999-08-11 | 2002-08-01 | 한국과학기술연구원 | 활성탄에 담지된 팔라듐 촉매 및 그의 제조 방법과, 이를 이용한 염화불화탄소로부터 불화탄화수소의 제법 |
CN1631524A (zh) * | 2003-12-25 | 2005-06-29 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种邻氟硝基苯加氢用催化剂及其制备和应用 |
CN1817455A (zh) * | 2006-03-21 | 2006-08-16 | 浙江工业大学 | 3,4-二氯硝基苯加氢制备 3,4-二氯苯胺的催化剂的制备方法 |
CN101433839A (zh) * | 2008-12-19 | 2009-05-20 | 长沙荣星贵金属有限公司 | 一种高活性钯炭催化剂的制备方法 |
CN103214392A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-07-24 | 浙江工业大学 | 一种n-亚苄基苯胺类化合物的合成方法 |
CN103357423A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-10-23 | 西安凯立化工有限公司 | 制备芳香胺用改性钯炭催化剂的制备方法及应用 |
CN103962150A (zh) * | 2013-02-06 | 2014-08-06 | 中国中化股份有限公司 | 一种用于制备氯代芳香胺的催化剂及其制备方法 |
CN104163764A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-11-26 | 浙江工业大学 | 一种无溶剂条件下加氢合成卤代芳胺的方法 |
-
2015
- 2015-09-17 CN CN201510593661.4A patent/CN105195140B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100346017B1 (ko) * | 1999-08-11 | 2002-08-01 | 한국과학기술연구원 | 활성탄에 담지된 팔라듐 촉매 및 그의 제조 방법과, 이를 이용한 염화불화탄소로부터 불화탄화수소의 제법 |
CN1631524A (zh) * | 2003-12-25 | 2005-06-29 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种邻氟硝基苯加氢用催化剂及其制备和应用 |
CN1817455A (zh) * | 2006-03-21 | 2006-08-16 | 浙江工业大学 | 3,4-二氯硝基苯加氢制备 3,4-二氯苯胺的催化剂的制备方法 |
CN101433839A (zh) * | 2008-12-19 | 2009-05-20 | 长沙荣星贵金属有限公司 | 一种高活性钯炭催化剂的制备方法 |
CN103962150A (zh) * | 2013-02-06 | 2014-08-06 | 中国中化股份有限公司 | 一种用于制备氯代芳香胺的催化剂及其制备方法 |
CN103214392A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-07-24 | 浙江工业大学 | 一种n-亚苄基苯胺类化合物的合成方法 |
CN103357423A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-10-23 | 西安凯立化工有限公司 | 制备芳香胺用改性钯炭催化剂的制备方法及应用 |
CN104163764A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-11-26 | 浙江工业大学 | 一种无溶剂条件下加氢合成卤代芳胺的方法 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105797719A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-07-27 | 河北建新化工股份有限公司 | 用于间硝基苯磺酸加氢合成间氨基苯磺酸的负载型双金属/多金属催化剂及制备方法和应用 |
CN105797719B (zh) * | 2016-04-19 | 2019-04-09 | 河北建新化工股份有限公司 | 用于间硝基苯磺酸加氢合成间氨基苯磺酸的负载型双金属/多金属催化剂及制备方法和应用 |
CN107469813A (zh) * | 2017-07-21 | 2017-12-15 | 浙江工业大学 | 一种负载型贵金属加氢催化剂及其制备和应用 |
CN107469813B (zh) * | 2017-07-21 | 2019-11-29 | 浙江工业大学 | 一种负载型贵金属加氢催化剂及其制备和应用 |
CN108341780A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-07-31 | 常州市阳光药业有限公司 | 托伐普坦中间体的制备方法 |
CN111995503A (zh) * | 2019-05-27 | 2020-11-27 | 华东师范大学 | 一种乙二醇丁醚合成方法、以及负载型钯催化剂及其应用 |
CN111995503B (zh) * | 2019-05-27 | 2022-10-25 | 华东师范大学 | 一种乙二醇丁醚合成方法、以及负载型钯催化剂及其应用 |
CN112642425A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-13 | 西安凯立新材料股份有限公司 | 一种用于卤代芳香硝基化合物硝基还原防脱卤催化剂及其制备方法与应用 |
CN112642425B (zh) * | 2020-12-10 | 2023-02-28 | 西安凯立新材料股份有限公司 | 一种用于卤代芳香硝基化合物硝基还原防脱卤催化剂及其制备方法与应用 |
CN116116434A (zh) * | 2023-04-04 | 2023-05-16 | 河北东丽新材料有限公司 | 一种复合催化剂及其制备方法和在加氢还原反应中的应用 |
CN116116434B (zh) * | 2023-04-04 | 2023-07-18 | 河北东丽新材料有限公司 | 一种复合催化剂及其制备方法和在加氢还原反应中的应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105195140B (zh) | 2017-11-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105195140A (zh) | 一种钯/碱金属化合物负载型催化剂及其制备方法和应用 | |
CN107413331B (zh) | 氮掺杂活性炭负载贵金属催化剂及其应用 | |
CN107469813B (zh) | 一种负载型贵金属加氢催化剂及其制备和应用 | |
Ji et al. | Conversion of CO 2 into cyclic carbonates by a Co (ii) metal–organic framework and the improvement of catalytic activity via nanocrystallization | |
CN103349983B (zh) | 一种卤代硝基苯催化加氢制卤代苯胺用催化剂及应用 | |
CN100369673C (zh) | 3,4-二氯硝基苯加氢制备3,4-二氯苯胺的催化剂的制备方法 | |
CN101811973A (zh) | 一种无溶剂条件下高选择性液相加氢合成卤代芳胺的方法 | |
CN106179400A (zh) | 活性炭负载型复合金属催化剂及其制备方法与应用 | |
CN105833864B (zh) | 一种负载型球形纳米粒子钯催化剂及其制备方法和应用 | |
CN104163764B (zh) | 一种无溶剂条件下加氢合成卤代芳胺的方法 | |
CN104610179A (zh) | 一种苯并三唑类紫外线吸收剂的连续合成方法 | |
CN101704824A (zh) | 磷钨杂多酸季铵盐催化制备二氧化双环戊二烯的方法 | |
CN101486661A (zh) | 一种四烃基季铵型氨基酸离子液体的制法 | |
CN102516222B (zh) | 利用碳负载型钌催化剂催化加氢制备环己基冠醚的方法 | |
CN103357407A (zh) | 硝基苯一步法制备对氨基苯酚用催化剂的制备方法及应用 | |
CN103012282A (zh) | 一种维生素b1中间体的合成方法 | |
CN102179245B (zh) | 钯活性炭催化剂在合成n,n’-二苄基乙二胺中的应用 | |
CN106890658B (zh) | 一种磷改性炭载钯催化剂及其应用 | |
CN103804242A (zh) | 一种催化加氢制备间氨基苯磺酸的方法 | |
WO2023116540A1 (zh) | 一种吡啶吡咯钌配合物及其制备方法和作为电催化氨氧化制备肼的催化剂的应用 | |
CN105153058A (zh) | 一种苯并三唑类化合物的合成方法 | |
CN107029764A (zh) | 一种负载型磷改性钯催化剂的制备方法及应用 | |
CN102658125A (zh) | 一种硝基苯催化加氢制对氨基苯酚的催化剂及其制备方法 | |
CN102861573B (zh) | 一种载体型铂钌催化剂及在含卤硝基化合物加氢中的应用 | |
CN111408398B (zh) | 一种掺氮介孔碳负载金属催化剂及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231220 Address after: 313200 Xinshi Town Industrial Park, Deqing County, Huzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Zhejiang Qike Biotechnology Co.,Ltd. Address before: 310014 science and technology office, Zhejiang University of Technology, No. 18 Chao Wang Road, Xiacheng District, Hangzhou, Zhejiang Patentee before: JIANG University OF TECHNOLOGY |