[发明专利]一种金属镍嵌入多孔炭涂覆蜂窝陶瓷整体式催化剂与应用

说明书

本发明公开了一种金属镍嵌入多孔炭涂覆蜂窝陶瓷整体式催化剂及其制备方法与应用，制备方法为：将堇青石蜂窝陶瓷浸没于含有镍盐水溶液的液态树脂中，于50～130℃浸渍温度下浸渍6～15h，取出后吹去孔道内多余的液态树脂，然后在空气气氛下、于80～220℃固化温度下固化8～16h，最后在氩气气氛下、于300～1000℃炭化温度下炭化4～10h，制得所述金属镍嵌入多孔炭涂覆蜂窝陶瓷整体式催化剂。所制备催化剂稳定性好，金属镍嵌入多孔炭材料具有更小且极其均匀的颗粒尺寸，在催化硝基苯加氢合成苯胺反应中起了良好的催化作用。

技术领域

本发明涉及一种镍嵌入多孔炭涂覆蜂窝陶瓷整体式催化剂，及其制备方法与用于硝基苯催化加氢合成苯胺的高性能的应用。

背景技术

苯胺又称阿尼林、阿尼林油，是最重要的胺类物质之一。苯胺主要用于制造染料、药物、树脂，还可以用作橡胶硫化促进剂等，本身也可作为黑色染料使用，其衍生物甲基橙可作为酸碱滴定用的指示剂。苯胺的工业生产方法主要有硝基苯铁粉还原法、氯化苯胺化法、苯酚氨解法和硝基苯催化加氢还原法。前三种生产方法存在三废排放多、收率低、成本高等不足，硝基苯催化加氢还原法是目前工业生产苯胺的主要方法。

活性炭负载金属催化剂以其优良的催化性能在催化加氢反应中得到了广泛的应用，但受到活性炭颗粒尺寸的限制，反应形式多为浆态床的间歇反应。以多孔炭涂覆蜂窝陶瓷作为催化剂载体既具备活性炭材料的优势，又可以将反应形式拓展至固定床的连续反应。同时我们发现，如果在多孔炭前驱体聚合之前，将活性金属前驱体分散其中，可以制得金属嵌入多孔炭的催化材料。这种材料与常规的多孔炭负载金属相比，具有自己独特的优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高活性、高稳定性和无需还原的金属镍嵌入多孔炭涂覆蜂窝陶瓷整体式催化剂，及其制备方法与应用。

本发明采用如下技术方案：

一种金属镍嵌入多孔炭涂覆蜂窝陶瓷整体式催化剂，其特征在于所述催化剂按以下方法制备得到：

将堇青石蜂窝陶瓷浸没于含有镍盐水溶液的液态树脂中，于50～130℃浸渍温度下浸渍6～15h，取出后吹去孔道内多余的液态树脂，然后在空气气氛下、于80～220℃固化温度下固化8～16h，最后在氩气气氛下、于300～1000℃炭化温度下炭化4～10h，制得所述金属镍嵌入多孔炭涂覆蜂窝陶瓷整体式催化剂；所述含有镍盐水溶液的液态树脂中，所述镍盐水溶液的质量分数为10～40％，镍盐水溶液与液态树脂质量比为1:100～1:10。

进一步，本发明所述液态树脂呈液态，所述液态树脂为环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂或氨基树脂。

更进一步，本发明所述液态树脂优选为液态的氨基树脂。

进一步，本发明所述镍盐水溶液为硝酸镍、硫酸镍、碳酸镍或草酸镍的水溶液。

更进一步，本发明所述镍盐水溶液优选为硝酸镍的水溶液。

进一步，本发明所述浸渍温度优选为80～110℃，浸渍时间优选为8～12h。最优选地，所述浸渍是在90℃下浸渍处理10h。

进一步，本发明所述固化温度优选为100～180℃，固化时间优选为10～14h。最优选地，所述固化是在140℃固化12h。

进一步，本发明所述炭化温度优选为400～900℃，炭化时间优选为6～8h。最优选地，所述炭化是于700℃炭化7h。

通常，本发明所述氩气气氛下，氩气的流量一般为50～150ml/min，优选80～120ml/min，更优选100ml/min。