[发明专利]一种用氯代硝基苯选择性加氢制备钯炭催化剂的方法

说明书

本发明涉及一种用氯代硝基苯选择性加氢制备钯炭催化剂的方法，主要解决活性组分钯在活性炭载体上的均匀分布问题，及提高钯炭催化剂在氯代硝基苯选择性加氢中对氯代苯胺的选择性问题。本发明通过采用将钯前驱体和铁前驱体用氢氧化钠共沉淀在活性炭载体表面，待还原后，再用有机酸将铁溶出的技术方案，得到了活性与选择性较好的钯炭催化剂。在氯代硝基苯选择性加氢反应中，氯代硝基苯的转化率可高达100％，主要产物氯代苯胺的选择性高达95％。

技术领域

本发明涉及一种催化剂的制备方法，尤其是一种用氯代硝基苯选择性加氢制备钯炭催化剂的方法。

背景技术

目前工业上运用催化加氢法制备邻氯苯胺都是采用铂基催化剂，但铂金属稀缺价格昂贵，并且反应条件苛刻。以同族贵金属钯为活性中心的钯炭催化剂价格低廉，具有加氢活性高、选择性好、性能稳定、使用时投料比小等优点。但商用钯炭催化剂在氯代硝基苯加氢中由于易发生脱氯反应而无法广泛使用，若能设计一种钯炭催化剂，一方面减弱氢气与钯活性中心的相互作用，另一方面改变邻氯硝基苯在钯活性中心上的吸附方式，就可有效抑制脱氯副反应发生，提高选择性。

钯炭催化剂的制备方法多种多样，目前常用和比较热门的方法有化学还原法和纳米金属负载法。纳米金属负载法是先将金属钯用稳定剂保护制备成高分散度的纳米钯，然后再负载在活性炭载体表面，该方法是目前研究最多也是最热门的方法，但该方法中制备过程中可能产生不必要的难以清除的物质附着在载体上，而且制备过程复杂，在大规模生产中很难保持一致性。在化学还原法中常使用添加分散剂来达到分散活性金属钯的作用，该方法相对简单，易于控制，能够保证产品的一致性。一些高分子化合物、有机酸和有机酸盐常用来作为金属催化剂的分散剂。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种用氯代硝基苯选择性加氢制备钯炭催化剂的方法，它所要解决的技术问题是使钯在载体上更好的分散度，且铁的痕量残留提高了钯炭催化剂在氯代硝基苯加氢中对氯代苯胺的选择性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用氯代硝基苯选择性加氢制备钯炭催化剂的方法，具体步骤为：

第一步：活性炭载体的改性：首先将粉状活性炭进行预处理：将活性炭在盐酸溶液中浸泡24h后，用去离子水洗涤至中性，120℃下干燥备用，然后将预处理的粉状活性炭载体浸泡在去离子水中，搅拌1小时使其混合均匀并基本达到吸附平衡，得到改性后的粉状活性炭水溶液体系A；

第二步：浸渍过程：将的含钯前驱体溶液和助剂铁前驱体溶液分别滴加到体系A中，搅拌浸渍24小时后，得到体系B，体系B中钯的重量百分比为1～10％；

第三步：共沉淀过程：用共沉淀剂将体系B进行共沉淀，确保最后体系的pH为8-10左右，得到体系C；

第四步：第一次还原过程：将还原剂溶液缓慢滴加到体系C中，边滴加边搅拌，滴加完全后在搅拌2小时，得到体系D；

第五步：固液分离过程：将体系D进行固液分离，得到黑色胶状固体E；

第六步：第二次还原过程：将黑色胶状固体E浸泡在有机酸溶液中，搅拌4h后，进行固液分离，得到黑色胶状固体F，然后将黑色胶状固体F浸泡在去离子水中，搅拌1h后，用还原剂溶液进行还原；

第七步：洗涤干燥过程：将第六步还原得到的浆料抽滤洗涤，重复洗涤8-10次，然后于真空干燥箱中80℃下烘干，得到所需钯含量的钯炭催化剂。

优选的，所述的第二步中助剂铁前驱体溶液的添加量采用的比例为铁的添加量与活性组分钯的摩尔比为0.05-0.1:1。

优选的，所述的含钯前驱体为氯钯酸或硝酸钯。

优选的，所述的铁前驱体为氯化铁或硝酸铁。

优选的，所述的共沉淀剂氢氧化钠溶液。