[发明专利]一种硝基苯加氢制备苯胺的方法及其杂化纳米结构镍催化剂

说明书

本发明提供一种硝基苯加氢制备苯胺的方法及其杂化纳米结构镍催化剂。所述方法包括：在特定的溶剂、催化剂和加氢反应条件下，原料硝基苯发生加氢反应制备得到苯胺，所述溶剂为异丙醇、甲醇、乙醇中的至少一种，所述催化剂为Ni‑ZrO₂/SBA‑15催化剂；反应温度为80℃～120℃，氢气压力0.8MPa～1.0MPa，反应时间为10min～60min；其中，所述Ni‑ZrO₂/SBA‑15催化剂的制备方法包括：采用浸渍法制备复合载体ZrO₂/SBA‑15；采用气相还原法将Ni纳米颗粒锚定到复合载体ZrO₂/SBA‑15上得到所述Ni‑ZrO₂/SBA‑15催化剂。本发明提供的方法在反应条件温和的条件下可以获得100％的硝基苯转化率和苯胺选择性。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种硝基苯加氢制备苯胺的方法及其催化剂。

背景技术

苯胺广泛应用于染料、医药、农药等合成中，传统的苯胺生产方法是硝基苯Fe粉还原，对环境污染较大，且存在设备易腐蚀，难连续化生产，效率低，产品分离难等特点， 硝基苯液相加氢制备苯胺是一条节能且环境友好的的生产路线，也是目前应用最广泛的 苯胺生产方法。

目前，该反应最常用的催化剂主要依赖于负载的贵金属，如Pd、Pt、Rh、Ru、Au等。然而，这些稀有金属的有限的可用性和高昂的价格激发了人们对非贵金属的催化研究， 尤其是Co和Ni金属，但非贵金属催化剂要在现有研究形式下要实现硝基苯到苯胺的完 全转化必须配合一定的反应条件，因为在温和条件下进行催化加氢反应时很难取得令人 满意的产物转化率，同时还存在催化时间长及选择性低等的问题，生产结果难以达到预 期效果。

因此，制备一种非贵金属催化剂选择加氢制苯胺同时具有优良活性和选择性的催化 剂显得尤为重要。

发明内容

本发明采用浸渍法使氧化锆以单层形式负载在所述载体SBA-15分子筛上并形成半导 体膜层，再通过气相还原法将镍纳米颗粒锚定在所述半导体膜层上，活性组分Ni纳米颗 粒与所述ZrO₂半导体膜层产生协同作用使得制备的Ni-ZrO₂/SBA-15催化剂具有优良的活 性和选择性，在反应温和的条件下，硝基苯的转化率和苯胺的选择性均可以达到100％。

为了实现上述目的，本发明提供了一种硝基苯加氢制备苯胺的方法，所述方法包括： 在特定的溶剂、催化剂和加氢反应条件下，原料硝基苯发生加氢反应制备得到苯胺，所述溶剂为异丙醇、甲醇、乙醇中的至少一种，所述催化剂为Ni-ZrO₂/SBA-15催化剂；所 述加氢反应条件包括：反应温度为80℃～120℃，氢气压力为0.8MPa～1.0MPa，反应时 间为10min～60min；其中，所述Ni-ZrO₂/SBA-15催化剂采用以下方法制备，包括：

1)采用浸渍法使ZrO₂以单层形式负载在载体SBA-15分子筛上并形成半导体膜层，得到复合载体ZrO₂/SBA-15；

2)采用气相还原法将Ni纳米颗粒锚定到所述复合载体ZrO₂/SBA-15上得到所述Ni- ZrO₂/SBA-15催化剂，活性组分Ni纳米颗粒与ZrO₂半导体膜层存在协同作用。

在一种具体的实施方式中，所述反应温度优选120℃，所述反应时间优选30min。

在一种具体的实施方式中，所述Ni-ZrO₂/SBA-15催化剂中的镍与所述硝基苯的摩尔 比为0.5％～1.5％。