[发明专利]一种负载镍基催化剂及制备方法及在氯代硝基苯催化加氢反应中的应用

说明书

本发明公开了一种负载镍基催化剂及制备方法及在氯代硝基苯催化加氢反应中的应用。该负载镍基催化剂以无机物为负载基，以纳米氧化镍和纳米氧化铁为复合活性成分，经过还原剂还原，最后焙烧、球磨后制得。将该负载镍基催化剂应用于各种氯代硝基苯催化加氢反应制备氯代苯胺，可有效抑制脱氯过程，同时，采用回路反应器装置，通过文丘里喷射器产生微米级气泡，与氢气进行反应能有效实现局部高效气液传质速率，提高催化速率。

技术领域

本发明公开了一种负载镍基催化剂及制备方法及在氯代硝基苯催化加氢反应中的应用。

背景技术

氯代苯胺是一种合成染料、医药和农药等的重要中间体，广泛用于精细化学品的生产中，市场需求量很大，其主要是通过氯代硝基苯进行催化加氢反应合成。在卤代硝基苯化合物催化加氢反应中，经常会出现脱卤副反应，导致产品收率和纯度的降低，并且在化学反应过程中产生的高强度卤酸还会对实验设备和溶剂等造成污染和腐蚀。国内外研究报道的多种解决方案可归纳为以下三种：第一种方法是将化学反应中的催化剂进行特殊处理(染料工业,2000,37(6):11-12.)，如增加催化剂与反应物的接触面积或者选择高效的载体负载催化剂；笫二种方法是直接采用催化活性更高的特殊催化剂(染料工业,2002,39(6):26-28.)；第三种方案是在化学反应过程中加入适量的脱卤抑制剂(US3073865)。

采用脱卤抑制剂，三废高，成本高，不符合绿色工艺要求。特殊催化剂的研制涉及贵金属及特殊工艺，制备困难，成本高。寻找高效的载体负载催化剂是目前常用的方法。镍基催化剂因具有机械强度高、催化活性好、制备简单、价格低廉等优点，被广泛地应用到催化加氢转化反应过程中，将镍基催化剂负载于无机或有机载体上，可形成一种有序的整体，能有效地提高催化剂的活性和稳定性。

发明内容

本发明公开了一种负载镍基催化剂及其在氯代硝基苯催化加氢反应中的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种负载镍基催化剂，负载镍基催化剂是以无机物为负载基，以纳米氧化镍和纳米氧化铁为复合活性成分，经过还原剂还原，最后焙烧、球磨后制得，的纳米氧化镍和纳米氧化铁的摩尔配比为1：0.2～0.5。

本发明还公共了一种负载镍基催化剂的制备方法，包括以下步骤：

按照投料配比在质子溶剂中加入无机物载体，超声分散均匀，再加入纳米氧化镍、纳米氧化铁和分散剂，剧烈搅拌，冰浴降温至-5～5℃，分批次加入还原剂，加入完毕后，自然升温至室温，搅拌反应2-4小时，反应液过滤后，滤饼在300～500℃下焙烧5～6小时，取出放凉后，经过球磨制得负载镍基催化剂。

作为进一步地改进，本发明所述的无机物载体为高岭土、活性炭、碳纳米纤维、石墨烯中的任意一种，其质量用量为纳米氧化镍和纳米氧化铁总质量的2～4倍。

作为进一步地改进，本发明所述的质子溶剂为甲醇、乙醇、DMF、DMSO中的任意一种，其体积用量为无机物载体质量的5～8mL/g。

作为进一步地改进，本发明所述的分散剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇中的任意一种，其质量用量为纳米氧化镍和纳米氧化铁总质量的0.5％～2％。

作为进一步地改进，本发明所述的还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾，其质量用量为纳米氧化镍和纳米氧化铁总质量的1％～5％。

本发明还公开了一种如权利要求1的负载镍基催化剂在氯代硝基苯催化加氢反应中的应用，包括以下步骤：

将氯代硝基苯和负载镍基催化剂，加入回路反应器高压反应罐中，通入氮气置换空气再通入氢气至一定压力，打开循环泵，加热至一定反应温度，反应液通过文丘里喷射器喷射，与氢气进行催化氢化反应，得到产物氯代苯胺。