[发明专利]用于硝基苯催化加氢合成对氨基苯酚的催化剂及其制备和应用方法

权利要求书

1.用于硝基苯催化加氢合成对氨基苯酚的催化剂，其特征在于：它是担载型双功能型催化剂，其组成包括活性组分之一的室温离子液体N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氢铵、活性组分之二的活性金属Pt和载体硅胶，其中室温离子液体N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氢铵的担载量为5～50％，活性金属Pt的担载量为0.01～1.5％，担载量是指室温离子液体N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氢铵和活性金属Pt在担载型双功能型催化剂整体中的重量百分比含量，上述室温离子液体N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氢铵的制备方法是：取摩尔比为三甲胺∶1，4-丁烷磺内酯＝1∶1.1的三甲胺水溶液和1，4-丁烷磺内酯置于三口烧瓶中，于室温～60℃条件下反应8～48小时后，将反应液取出，进行减压蒸馏除水，得到白色的两性离子固体，将该两性离子固体用无水乙醇、甲苯和无水乙醚依次洗涤，然后在80℃下真空干燥至恒重，得到两性离子N，N，N-三甲基-N-磺丁基铵；取由此制得的两性离子N，N，N-三甲基-N-磺丁基铵放入一个四口烧瓶中，在保持温度小于10℃的条件下缓慢滴加浓硫酸，两性离子N，N，N-三甲基-N-磺丁基铵与浓硫酸的摩尔比为1∶0.96～1.04，然后升温至70℃，反应6小时，即得到目标产物室温离子液体N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氢铵，上述三甲胺水溶液中三甲胺的重量含量≥33％。

2.根据权利要求1所述用于硝基苯催化加氢合成对氨基苯酚的催化剂，其特征在于：室温离子液体N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氢铵的担载量10～30％，活性金属Pt的担载量0.05～1.2％。

3.权利要求1所述用于硝基苯催化加氢合成对氨基苯酚的催化剂的制备方法，其特征在于：选用下面方法中的任意一种：

方法I，其步骤如下：

第一步，取摩尔比为三甲胺∶1，4-丁烷磺内酯＝1∶1.1的三甲胺水溶液和1，4-丁烷磺内酯置于三口烧瓶中，于室温～60℃条件下反应8～48小时后，将反应液取出，进行减压蒸馏除水，得到白色的两性离子固体，将该两性离子固体用无水乙醇、甲苯和无水乙醚依次洗涤，然后在80℃下真空干燥至恒重，得到两性离子N，N，N-三甲基-N-磺丁基铵；取由此制得的两性离子N，N，N-三甲基-N-磺丁基铵放入一个四口烧瓶中，在保持温度小于10℃的条件下缓慢滴加浓硫酸，两性离子N，N，N-三甲基-N-磺丁基铵与浓硫酸的摩尔比为1∶0.96～1.04，然后升温至70℃，反应6小时，即得到产物室温离子液体N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氢铵，上述三甲胺水溶液中三甲胺的重量含量≥33％；

第二步，称取所需量的正硅酸乙酯置于反应器中，加入无水乙醇和去离子水，其中，体积比为正硅酸乙酯∶无水乙醇∶去离子水＝1∶0.2～4∶0.4～3，在30～90℃水浴内搅拌均匀；

第三步，按照如下重量比：由第一步制得的室温离子液体N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氢铵∶铂∶正硅酸乙酯＝0.015～0.3∶0.00003～0.009∶1，将室温离子液体N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氢铵和氯铂酸加入到第二步的反应器中，进行搅拌，直至形成凝胶，然后在室温～100℃老化10～24小时；

第四步，将第三步所制得的物质于30～100℃真空干燥0.5～24小时；

第五步，将第四步干燥后的物质采用氮气气氛或空气气氛于马弗炉中120～250℃焙烧1～5小时；

第六步，将第五步所制得的物质置于管式反应器中，采用体积比为N₂∶H₂＝10～100∶0.5～10的N₂和H₂的混合气作为还原气，于120～250℃下还原1～10小时，然后在氮气的保护下降温，从管式反应器中取出产物，即制得用于硝基苯催化加氢合成对氨基苯酚的催化剂产品；

方法II，其步骤如下：

第一步，同方法I第一步；

第二步，同方法I第二步；

第三步，按照如下重量比：由第一步制得的室温离子液体N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氢铵∶正硅酸乙酯＝0.015～0.3∶1，将室温离子液体N，N，N-三甲基-N-磺丁基-硫酸氢铵加入到第二步的反应器中进行搅拌，再加入体积比为正硅酸乙酯∶浓盐酸＝1∶0.02～0.3的浓盐酸进行反应，直至形成凝胶，然后在室温～100℃老化10～24小时；

第四步，将第三步制得的物质于120～180℃真空干燥0.5～10小时，制得催化剂前体；

第五步，采用等体积浸渍法，按照重量比金属铂∶正硅酸乙酯＝0.00003～0.009∶1的比例称取氯铂酸，溶于去离子水或重量百分比浓度为20～50％的乙醇水溶液中形成浸渍液，将第四步制得的催化剂前体作为载体置于该浸渍液中，浸渍5～30小时；

第六步，将第五步浸渍好的物质于40～120℃真空干燥5～24小时；

第七步，将第六步干燥后的物质采用氮气气氛或空气气氛于马弗炉中120～250℃焙烧1～5小时；

第八步，将第七步制得的物质置于管式反应器中，采用体积比为N₂∶H₂＝10～100∶0.5～10的N₂和H₂的混合气作为还原气，于120～250℃下还原1～10小时，然后在氮气的保护下降温，从管式反应器中取出产物，即制得用于硝基苯催化加氢合成对氨基苯酚的催化剂产品。