[发明专利]一种合成间苯二胺的壳核式催化剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种合成间苯二胺的壳核式催化剂，其中核结构为PtO‑NiO‑Fe₂O₃或RuO‑NiO‑Fe₂O₃或PtO‑NiO‑ZnO或RuO‑NiO‑ZnO，壳结构为PtO‑NiO‑Fe₂O₃‑SiO₂‑Al₂O₃或RuO‑NiO‑Fe₂O₃‑SiO₂‑Al₂O₃或PtO‑NiO‑ZnO‑SiO₂‑Al₂O₃或RuO‑NiO‑ZnO‑SiO₂‑Al₂O₃。本发明催化剂活性高、选择性好，贵金属用量少，制备成本低，可用于间二硝基苯加氢合成间苯二胺，产率大于95%。

技术领域

本发明涉及一种用于间二硝基苯催化加氢合成间苯二胺的壳核式催化剂及制备，属于催化剂领域。

背景技术

间苯二胺是一种重要的有机化工原料，在染料领域主要用作偶氮染料、毛皮染料、活性染料和硫化染料的中间体，也可用作显色剂、橡胶配合剂、环氧树脂固化剂、石油添加剂、水泥促凝剂及金属溶解剂等相关助剂。工业上生产间苯二胺的主要方法是铁粉还原法（CN101121667），该法工艺简单，技术成熟，但成本较高，产率较低，并且产生大量的废水和含有芳胺的铁泥，处理困难，污染环境。金属催化加氢法具有催化剂活性高、产物产率高、生产成本低、催化剂易回收和保护环境等优点，在硝基苯加氢领域具有广阔的应用前景。金属催化加氢法采用的催化剂种类繁多，常见的有骨架镍催化剂（Raney Ni，CN1462740）、负载型贵金属催化剂（CN1439456、CN101161339、CN102350361、CN103263922）和壳核式金属催化剂（CN103433059、CN103638940）等。以上催化剂在成本、催化活性、稳定性等方面具有各自的竞争优势，是市场主流的几类加氢催化剂。但骨架镍催化剂污染环境，负载型贵金属催化剂虽然活性高，但价格昂贵。壳核式催化剂因其独特的金属构架以及金属间的相互作用，使得该类催化剂较其他种类催化剂具有更高的催化活性及选择性，更长的使用寿命和更好的稳定性，不同金属配伍使用更显著降低了催化剂材料成本，具有极高的应用价值。

专利CN103433059和CN103638940分别采用PdO-NiO-CuO和MnO-NiO-ZrO₂复合金属作为催化剂核结构的主要成分，报道了两类壳核式催化剂并用于间二硝基苯催化加氢制间苯二胺，取得了不错的效果。但CN103433059和CN103638940报道的催化剂贵金属含量较高，且使用TiO₂和SiO₂做载体，成本较高。

发明内容

本发明通过前期的金属筛选，提供了一种制备成本相对较低、催化活性高、选择性高的用于间二硝基苯加氢制间苯二胺的壳核式催化剂。

本发明采用的技术方案如下：合成间苯二胺的壳核式催化剂，该催化剂主要由核结构和壳结构两部分组成，其中核结构为PtO-NiO-Fe₂O₃或RuO-NiO-Fe₂O₃或PtO-NiO-ZnO或RuO-NiO-ZnO，壳结构为PtO-NiO-Fe₂O₃-SiO₂-Al₂O₃或RuO-NiO-Fe₂O₃-SiO₂-Al₂O₃或PtO-NiO-ZnO-SiO₂-Al₂O₃或RuO-NiO-ZnO-SiO₂-Al₂O₃。