[发明专利]一种钌氧化铝催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂及其制备技术领域，具体涉及一种钌氧化铝催化剂，本发明还涉及该催化剂的制备方法。

背景技术

聚氨酯树脂，英文名称Polyurethane是一种主链含-NHCOO-重复结构单元的一类聚合物。由异氰酸酯与羟基化合物聚合而成。具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得适应较宽温度范围(－50～150℃)的材料，包括弹性体、热塑性树脂和热固性树脂。聚氨酯弹性体用作滚筒、传送带、软管、汽车零件、鞋底、合成皮革、电线电缆和医用人工脏器等；软质泡沫体用于车辆、居室、服装的衬垫，硬质泡沫体用作隔热、吸音、包装、绝缘以及低发泡合成木材，涂料用于高级车辆、家具、木和金属防护，水池水坝和建筑防渗漏材料，以及织物涂层等。胶粘剂对金属、玻璃、陶瓷、皮革、纤维等都有良好的粘着力。此外聚氨酯还可制成乳液、磁性材料等。涉及领域之广，使用性能之高令其应用前景十分巨大。

聚氨酯树脂的主链上含有重复的-HNCOO-基团，工业上的制备通常由多异氰酸酯、多元醇聚合物或芳香族二胺等经逐步加成聚合而成，聚氨酯的性能取决于其原料或其制备方法，尤其取决于作为二异氰酸酯为起始原料的二胺。以芳香二胺制备的二异氰酸酯在制备聚氨酯聚合物时往往会缓慢变色，大大限制了其在某些方面的应用。

而以环己二胺制备的二异氰酸酯在制备聚氨酯聚合物时对光和空气稳定，同时具备灵活的结构，比从相应的芳香二胺制备聚氨酯聚合物具有更好的性能。

因此反应过程中重要的中间体环己二胺也拥有着相应的大好前景。环己二胺的研究也将有效改善日常生活、工农业生产、医学等领域的发展。

环己二胺，英文diaminocyclohexane，简称CHDA。工业上一般用CHDA先制成异氰酸酯，然后用异氰酸酯进一步聚合反应生成聚氨酯。CHDA属于脂环多胺的一种，可以通过多种方法制备，如可以通过脂肪环上的羟基氨化来制备，常用的制备脂环多胺的方法是通过相应的芳香多胺催化加氢，对苯二胺(简称PDA)属于芳香二胺类化合物，在加氢方法上和其他的芳香二胺有共性。

专利WO0029367以Co-Fe为催化剂，将环己二醇在氨气氛围中加压氨化制备CHDA，反应温度100℃-350℃，反应压力5-30MPa，此反应的主要副产物为环己胺。CHDA还可用脂肪环上的硝基还原来制备，但是这两种方法都存在原料成本高、操作困难的缺点。

中国专利CN102491904A(申请号：201110428996、申请日：2011-12-20、公开日：2012-06-13)提出了以钌/介孔炭作为催化剂的方案，虽然介孔炭比表面积大，但是由于传质阻力较大，制备过程中金属活性组分很难进入其微孔，所以其比表面积大的优势常常得不到充分的体现；同时，在低压反应中反应物也很难与微孔中的活性位点接触，这使得介孔炭作为载体存在很多局限性。此外加氢还原过程中，以炭作为基体的钌催化剂在反应釜内与反应混合液一起剧烈搅拌的过程中容易被粉碎，粒径较小的催化剂容易被物流带进后续工序，导致产品金属含量超标及设备故障，最终造成产能下降。

苏承炎等(苏承炎，贾立山，刘庆林.PDA催化加氢合成CHDA及trans-CHDA提纯工艺研究[D].厦门大学.2007.)采用经500℃活化和碱处理的5％Ru/C为催化剂，在异丙醇溶剂中，反应温度140℃，反应压力8.0MPa，反应时间20min，加入助剂复合钠盐，对苯二胺的转化率接近100％，1，4-环己二胺的选择性达90％。但其催化剂用量为原料的18.5％，并且仅能重复使用3次，催化剂消耗量高达原料质量的6.2％。因此，催化剂成本很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种钌氧化铝催化剂，解决了现有合成环己二胺催化剂种类单一、产能不高、加氢副产物较多的的问题。

本发明的另一个目的是提供一种钌氧化铝催化剂的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种钌氧化铝催化剂，主要由载体和主活性组分组成，载体为活性氧化铝粉末，含量90wt％～99wt％；堆密度0.70g/ml～1.00g/ml，BET比表面积300m²/g～500m²/g，孔容≥0.50ml/g，平均颗粒直径70～80μm；主活性组分为钌金属，担载量1.0wt％～10.0wt％。

本发明所采用的另一个技术方案是，一种钌氧化铝催化剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：