[发明专利]一种三金属纳米级类普鲁士蓝材料及其应用

说明书

本发明公开了一种纳米级的三金属类普鲁士蓝纳米材料的制备方法。该纳米级类普鲁士蓝纳米材料的制备方法，采用含有金属元素镍的前驱体盐以及适量的亚铁氰化钾，亚钴氰化钾为原料，采用共沉淀方法进行制备；所述纳米级类普鲁士蓝材料的化学组成为NiHCNCo_xFe_1‑x。该生产方法简单，原料价格低廉，适合大规模工业化生产。所制备得到的类普鲁士蓝纳米材料，具有纳米尺寸且粒径均一，可用于对硝基苯酚还原，具有较好的对硝基苯酚还原活性。

技术领域

本发明属于清洁可持续新型材料制备应用领域，特别涉及纳米级的三金属类普鲁士蓝纳米材料及其应用。

背景技术

对氨基苯酚，英文名：para-aminophenol，简称PAP，分子式：C₆H₇ON，分子量：109.12。对硝基苯酚化学性质较活泼，既能进行酚羟基和芳氨基所能发生的各种反应，也可进行苯环上的取代反应，因此它是一种重要的有机化工原料和医药中间体，广泛地应用于医药，染料和橡胶助剂等行业。

作为医药中间体，对氨基苯酚在医药方面，主要用来生产扑热息痛、血浆补充剂、维生素B1等药物；同时也是柳胺酚的主要原料。

在橡胶行业，对氨基苯酚主要用来生产对苯二胺类防老剂，这些产品是现在很有发展前景的子午轮胎的配套防老剂。最近几年国内轮胎产量速增长，对氨基苯酚的需求也将随之增加。因对苯二胺类防老剂无毒、高效、无污染，是现在世界公认的橡胶工业常用优良防老剂，它将逐步取代防老剂甲和防老剂丁，成为主要的橡胶防老剂品种，有飞速发展之势，将来需求量很可能会超过其它用量。因此，对氨基苯酚在橡胶工业的应用前景十分广阔。

在染料行业，对氨基苯酚可作为分散染料、偶氮染料、氧化染料、酸性染料、硫化染料、毛发染料、直接染料及中性染料等众多染料的中间体，而且是生产硫化及偶氮染料中间体5-氨基水杨酸的原料。我国主要用对氨基苯酚来生产硫化红棕B₃R、硫化还原黑CLG、硫化艳绿GB、硫化宝蓝CV、毛皮棕、硫化新蓝FBL等。

在感光材料工业中，对氨基苯酚能用作感光化学物质制备显影液米吐尔；由对氨基苯酚合成的4-(N-甲胺基)苯酚及其盐类，抑制金属腐蚀，也可用作毛发染色剂的中间体；合成的4-(N-苯胺基苯酚)可用于乙烯基单体的聚合抑制剂和润滑油的抗氧剂；对氨基苯酚在一些开发中可用于尿素加成反应、丙烯腈二聚反应等过程；还可以用来合成粘合剂、杀虫剂、石油制品添加剂及除草剂等。随着精细化工的发展，对氨基苯酚的其他应用也在不断开拓之中，可以预见，随着人们对对氨基苯酚的不断深入研究，其应用领域将逐渐拓宽。

对氨基苯酚在工业中的主要生产方法为对硝基苯酚的催化加氢还原法，具体步骤为以对硝基苯酚为原料，在Pt、Pd、Ni等催化剂和一定的温度、压力、组成条件下，经过加氢还原反应制备得到对氨基苯酚。反应式为：

3NaBH₄+2 2HO–C₆H₄–NO₂+2H₂O→2NaBO₂+2 2HO–C₆H₄–NH₂+6H₂↑这种生产对硝基苯酚的方法工艺简单、生产的成品质量高，且消除了对硝基苯酚铁粉还原法中的铁泥污染，发展前景广阔，是目前国际上主流的研究方向。

类普鲁士蓝粒子是一类重要的配位聚合物，和其他配位聚合物一样，类普鲁士蓝粒子具有极大的比表面，很高的孔隙率，其孔径均匀可调等优点。由于在普鲁士蓝晶胞中，过渡金属离子占据两个不同的位置，而这两个位置上都可以用不同的其他过渡金属来替代，导致了类普鲁士蓝粒子极大的品种多样性。它们的性能各有优势，值得深入研究。本文中采用一种三金属纳米级类普鲁士蓝材料，利用类普鲁是蓝纳米结构自身所具有的高比表面积，高吸附能力以及大量的加氢活性位点的性质，实现了高性能的对硝基苯酚催化还原反应。

发明内容