2,4-二硝基甲苯加氢影响因素研究

采用负载型Ni/硅藻土催化剂,以乙醇为溶剂,用于2,4-二硝基甲苯催化加氢法合成2,4-二氨基甲苯(2,4-二氨基甲苯)的反应。考察了搅拌转速、催化剂浓度、反应温度、氢气压力和反应时间对2,4-二硝基甲苯的转化率、加氢反应的速率和副产物焦油量的影响。结果表明,反应温度、催化剂浓度和反应时间是影响2,4-二硝基甲苯加氢的主要因素,最佳反应条件为:催化剂浓度0.9%～1.4%;反应温度110～120℃;氢气压力2.2～2.8 MPa;反应时间120 min。     

水合肼还原2,6-二硝基甲苯的研究

将FeCl3溶液快速滴加至NaOH溶液中,制备了FeO(OH)催化剂,用于催化水合肼还原2,6-二硝基甲苯,得到2-氨基-6-硝基甲苯和2,6-二氨基甲苯。结果表明,水合肼与2,6-二硝基甲苯的摩尔比为1.6:1,反应40 min时,2-氨基-6-硝基甲苯的收率可达94%;水合肼与2,6-二硝基甲苯的摩尔比为3.1:1,反应50 min时,2,6-二氨基甲苯的收率可接近100%。     

Ni/硅藻土催化2,4-二硝基甲苯加氢反应研究

以Ni/硅藻土为催化剂,研究了2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)在2,4-二氨基甲苯(2,4-TDA)和乙醇混合溶剂中加氢生成2,4-TDA的反应历程,考察了反应温度、反应时间和氢气压力等条件对2,4-DNT加氢的影响。结果表明,反应温度和反应时间是影响2,4-DNT加氢的主要因素,最佳反应条件为:反应温度120～130℃、氢气压力2.5～3.0MPa,反应时间140min。     

河底泥陶粒负载Sn-Sb-TiO_2电极处理2,4-二硝基甲苯废水

采用溶胶-凝胶法制备了河底泥陶粒负载Sn-Sb-TiO_2电极,并通过SEM和XRD对其进行表征,考察了该电极对2,4-二硝基甲苯模拟废水的电催化降解性能,初步探讨了还原产物和还原机理。结果表明,制备的电极表面有较致密的SnSb-TiO_2金属氧化物表层,对2,4-二硝基甲苯模拟废水有很好的电催化处理效果。当2,4-二硝基甲苯初始质量浓度为100 mg/L、电解质Na_2SO_4浓度为0.1 mol/L、电流密度为20 mA/cm~2、曝气量为300 mL/min、中性条件下处理120 min时,对2,4-二硝基甲苯去除率达到94.31%,且循环使用10次处理效果依然维持在90%以上,性能未见明显下降。通过对还原产物浓度变化分析得出,2,4-二硝基甲苯的主要还原中间产物为2-氨基-4-硝基甲苯,最终还原产物为2,4-二氨基甲苯。     

无水氟化氢法制备2,4-二氟甲苯的研究

以2,4-二硝基甲苯为主要原料,通过还原反应制得2,4-二氨基甲苯,再进行西曼反应,最终制得2,4-二氟甲苯。西曼反应可以在无水氟化氢中进行,反应条件为：亚硝酸钠与2,4-二氨基甲苯的物质的量比为1.3,反应温度为-10-7℃,热分解温度为40℃,收率为86%。     

Mo改性雷尼镍对2,4-二氟硝基苯液相催化加氢的影响

考察了多种普通商用雷尼镍催化剂在2,4-二氟硝基苯液相催化加氢反应的催化性能,研究了Mo改性后的影响。结果表明,雷尼镍催化剂的催化性能与其颗粒尺寸有紧密的联系,颗粒尺寸越小则单位质量催化剂的加氢活性位越多,其2,4-二氟硝基苯液相催化加氢性能（活性和选择性）相应越好,同时反应过程中存在Ni-Al骨架破损引起活性组分Ni流失而造成催化剂失活的现象;经Mo改性后,2,4-二氟硝基苯液相催化加氢反应中的催化活性和稳定性均有明显提高。H₂-TPD、XPS等表征实验表明,Mo改性后雷尼镍催化剂活性的提高与其对氢的解离吸附能力增强有关,Mo的添加同时稳定了Ni-Al合金骨架,提高了催化剂的稳定性。     

2,4-二硝基甲苯无外加溶剂的加氢表观动力学

在自行设计的反应装置中以骨架镍为催化剂,在无外加溶剂的环境下催化2,4-二硝基甲苯(DNT)加氢合成2,4-甲苯二胺(TDA).考察了温度(100～140 ℃)、氢气压力(1.0～3.0 MPa)、催化剂质量浓度(0.03%～2.0%)、TDA质量浓度(30%～70%)对反应的影响.该反应的表观动力学研究表明,反应速率跟氢气压力成正比;DNT加氢反应在高浓度区(DNT浓度大于7.14 mol/m3)为吸附脱附控制,催化剂浓度与反应速率成正比,DNT浓度对反应速率无影响;而在低浓度区(DNT浓度小于7.14 mol/m3)该反应为界面反应控制;催化剂浓度在一定范围内对反应速率影响不大,DNT浓度对反应速率影响为一级.DNT低浓度区和高浓度区的活化能分别为17.62 kJ/mol和15.67 kJ/mol,表明无外加溶剂条件下催化剂可大幅降低反应活化能而使反应更易进行;在实验条件范围内TDA含量对反应速率基本无影响.并由工程数据验证了得到的该反应表观反应动力学模型的正确性     

邻氯对硝基甲苯催化加氢反应研究

主要对邻氯对硝基甲苯液相加氢制2B油催化剂和工艺进行研究。考察稀土改性及浸渍溶剂对催化剂性能的影响,反应条件对邻氯对硝基甲苯转化率和产物选择性的影响,最后考察了催化剂稳定性。研究表明,Ce改性及乙醇浸渍可使PdCe/Al_2O_3催化剂活性增加,在反应温度120℃、反应压力0.8 MPa和质量空速0.4 h~(-1)的条件下,邻氯对硝基甲苯转化率和邻氯对氨基甲苯选择性最高,连续运行30天,邻氯对硝基甲苯转化率保持在99.5%以上,邻氯对氨基甲苯选择性保持在99.3%以上。     

球形红细菌降解2,4-二硝基甲苯的途径及酶学性质

采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析了球形红细菌降解2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)的中间代谢产物,分析了可能的降解途径,讨论了培养基中2,4-DNT的初始质量浓度、溶液pH值及反应温度对3种酶的酶比活力影响。结果表明,当2,4-DNT的初始质量浓度为40 mg/L时,培养72h后,可以检测到5种物质:2,4-二硝基甲苯、4-氨基-2硝基甲苯、2-氨基-4硝基甲苯、4-硝基-1,2-二(三甲基硅烷)苯、1,2,4-三(三甲基硅烷)苯,其可能的降解途径为2,4-DNT首先还原为4-氨基-2-硝基甲苯和2-氨基4-硝基甲苯,再进一步转化为4-硝基-1,2-羟基苯,然后氧化为1,2,4-三羟基苯,之后开环生成β-酮己二酸,最终降解为小分子物质。硝基还原酶、邻苯二酚2,3-双加氧酶和邻苯二酚1,2-双加氧酶的酶比活力最适宜温度分别为35、30、35℃,最适宜pH值分别为7.0、8.0、7.0,最适宜培养基初始2,4-DNT质量浓度均为40mg/L。     

二硝基甲苯加氢制甲苯二胺催化剂的研究进展

综述了二硝基甲苯液相加氢合成甲苯二胺催化剂的研究进展,并介绍了(Pd+Pt)/C等贵金属催化剂、雷尼镍催化剂、负载型镍基催化剂、非晶态镍催化剂和漆原镍催化剂的最新研究成果。通过对比上述各催化剂在生产成本、制备工艺及催化二硝基甲苯加氢性能等方面的优缺点,发现非晶态镍催化剂不但价格低廉,而且在1 MPa低压二硝基甲苯液相加氢的反应中表现出与(Pd+Pt)/C工业催化剂相似的活性和选择性,是替代二硝基甲苯液相加氢贵金属和雷尼镍工业催化剂的首要选择;漆原镍催化剂制备工艺简单,价格低廉,且在众多的加氢反应中表现出与骨架镍催化剂相似的催化性能,也具有较大的工业化潜质。     

改性骨架镍催化2-氯-5-硝基甲苯-4-磺酸加氢制备CLT酸

以铁、铬改性骨架镍为催化剂,在中性至偏碱性水溶液中催化2-氯-5-硝基甲苯-4-磺酸液相选择加氢制备2-氯-5-氨基甲苯-4-磺酸(CLT酸)。结果表明,该催化剂在保持较高活性(原料转化率为100%)的同时,能有效抑制脱氯副反应,使目标产物的选择性均保持在98.9%以上,脱氯副产物摩尔分数为0.5%;催化剂连续套用49釜后仍有优异的催化活性,平均每克催化剂可转化408 g原料,具有潜在的工业化价值。     

苯胺和甲苯二胺本质安全合成技术研究进展

针对目前硝基苯、二硝基甲苯催化加氢生产苯胺、甲苯二胺工艺存在的安全隐患和催化剂金属原子利用率低等问题,基于原子尺度金属催化剂和液相有机氢载体构建具有本质安全、环境友好及贵金属减量化等特征的硝基苯、二硝基甲苯催化加氢反应体系。介绍了不锈钢基单原子铂金属催化剂制备方法及在硝基苯加氢反应中的应用,异丙醇为氢源的二硝基甲苯加氢-异丙醇脱氢耦合液相反应催化剂及合成甲苯二胺反应性能,活性金属烧结膜反应器及液相微连续流催化加氢合成苯胺、甲苯二胺反应性能,以及锆基材质上纳米管(坑)阵列铂催化剂制备及合成甲苯二胺反应性能等方面的研究结果;为苯胺、甲苯二胺的绿色安全生产提供了基础。     

LiOH修饰的Ru-Rh/γ-Al_2O_3催化2,4-甲苯二胺加氢合成1-甲基-2,4-环己二胺的研究

2,4-甲苯二胺(2,4-TDA)催化加氢合成1-甲基-2,4-环己二胺(2,4-MCHD)具有对环境友好、原子经济性高等优点,但是易发生脱氨基副反应。研究采用Li OH修饰的Ru-Rh/γ-Al_2O_3双金属催化剂同时提高了2,4-TDA的转化率和2,4-MCHD选择性,并考察了Rh/Ru比、LiOH浓度对催化剂性能的影响。研究表明,在温度为180℃、压力8.0 MPa和催化剂与2,4-TDA质量比为0.1的条件下反应8 h,随Rh/Ru比增大,即Ru含量固定为5%(wt),Rh含量由0增加至5%(wt),2,4-TDA转化率逐渐由45.62%增加至99.55%,2,4-MCHD选择性稳定在84%以上;浸渍Li OH对Ru-Rh/γ-Al_2O_3的2,4-TDA转化率没有影响,但当Li OH水溶液浓度为40%(W/W)时,2,4-MCHD选择性进一步提升至95.36%,收率为94.92%;催化剂经10次循环使用后仍保持较高的活性和选择性。通过BET、TEM、EDX、XRD、H2-TPR、XPS和CO2-TPD等方法对催化剂表征分析发现,加入Rh可形成Ru-Rh合金并通过双金属协同作用,抑制Ru纳米颗粒的聚集,减小金属颗粒粒径,同时Ru-Rh合金的电子转移促使Ru处于缺电子价态,降低了对苯环的吸附活化能垒,富电子态Rh将吸附的氢活化后再经过氢溢流作用传递至Ru上参与苯环加氢反应,使Ru-Rh/γ-Al_2O_3加氢活性显著提升。Li OH在室温下与γ-Al_2O_3形成Li Al2(OH)7·2H2O碱式盐,增强了γ-Al_2O_3表面碱性,抑制氨基在催化剂表面的吸附,促进2,4-MCHD选择性的提高。     

Pd-Fe吸附树脂催化合成β-(2,4-二氨基苯氧基)乙醇盐酸盐

以2,4-二硝基氯苯(DNCB)和乙二醇(EG)为原料,在NaOH催化下直接通过Williamson反应合成了β-(2,4-二硝基苯氧基)乙醇(2,4-DNPE);通过催化氢化方法在低压下由2,4-DNPE制备了β-(2,4-二氨基苯氧基)乙醇(2,4-DAPE)盐酸盐.探讨了催化氢化时催化剂类型和用量及循环使用次数、介质类型、反应温度和压力对氢化反应的影响,得到了适宜的工艺条件.     

基于1-甲基-2,4-苯二脲路径的尿素法合成甲苯-2,4-二氨基甲酸甲酯反应研究

采用尿素法合成甲苯-2,4-二氨基甲酸甲酯(TDC)是一条绿色的工艺路线.其反应路径之一是以1-甲基-2,4-苯二脲(TBU)为中间产物,即2,4-二氨基甲苯(TDA)与尿素反应生成TBU,TBU再与甲醇反应得到TDC.首先对该路径进行了热力学分析,然后分别对两步反应进行了研究.对于TBU合成反应,适宜溶剂和催化剂分别为环丁砜(CBS)和乙酸锌;适宜反应条件为:反应温度130℃,反应时间7 h,n(TDA):n(Zn(OAc)2):n(Urea):n(CBS)=1:0.05:3.5:10.此时TDA转化率为54.3%,TBU选择性为73.3%.对于TDC合成反应,基于液相色谱-质谱和气相色谱分析结果,确定了反应组分.适宜的反应条件为:反应温度140℃,反应时间5 h,反应压力1.1 MPa,甲醇与TBU摩尔比为110:1.在该反应条件下,TBU转化率为100%,TDC选择性为60.4%.     

2,4-二氨基苯基胆甾醚的合成

以溴苯为原料,经硝化后,在四丁基溴化铵作相转移催化剂作用下与胆固醇成醚、硝基还原反应得到2,4-二氨基苯基胆甾醚,并对成醚反应的条件进行了优化。较佳合成反应条件是：以甲苯为溶剂,n(2,4-二硝基溴苯): n(胆固醇)=1.55 : 1,反应温度25℃,NaOH的质量分数为w =50 %,反应时间3.5h,产率为72%。所得中间体和目标化合物经过了红外和核磁波谱的表征。     

2-甲基-4-甲氧基苯胺的合成研究

以邻硝基甲苯为底物,Pt/C为催化剂,在甲醇、乙酸和硫酸混合溶液中经催化加氢还原和Bamberger重排一锅法生成2-甲基-4-甲氧基苯胺(MMA)。考察了不同酸种类、酸的用量等对催化加氢反应的影响,同时对催化剂结构进行了表征。结果表明:在反应温度60℃,氢气压力0.3 MPa,5%的Pt/C催化剂的用量为邻硝基甲苯的1.8%(质量比),n(硫酸)∶n(邻硝基甲苯)=2∶1,n(乙酸)∶n(邻硝基甲苯)=0.5∶1,反应时间4 h下,邻硝基甲苯转化率可达100%,2-甲基-4-甲氧基苯胺的选择性达到69.8%。     

3,5-二羟基苯甲酸甲酯催化加氢制备3,5-二羟基甲苯

研究了用于3,5-二羟基苯甲酸甲酯加氢反应的催化剂,得到具有良好活性和选择性的CuO-ZnO催化剂。实验结果表明：采用Cu∶Zn原子比为1∶2、还原温度为200℃的CuO-ZnO催化剂,在反应温度200℃和压力9MPa条件下,反应时间1.6h,3,5-二羟基苯甲酸甲酯的转化率为100%,3,5-二羟基甲苯的收率达到87.4%。加氢反应历程的研究结果表明,3,5-二羟基甲苯的苯环易被加氢,生成带基团的环己烷系列副产物,使其收率下降,控制反应时间是提高反应收率的一个重要因素。     

2,4-二氨基苯基胆甾醚的合成

以溴苯为原料,经硝化后,在四丁基溴化铵相转移催化剂作用下与胆固醇成醚、硝基还原反应得到2,4-二氨基苯基胆甾醚,并对成醚反应的条件进行了优化。较佳合成反应条件是:以甲苯为溶剂,n(2,4-二硝基溴苯)∶n(胆固醇)=1.55∶1,反应温度25℃,w(NaOH)=50%,反应时间3.5 h,产率为72%。所得中间体和目标化合物经过红外光谱和核磁波谱的表征。     

Pd/C催化剂制备条件优化及其在4-氨基二苯胺生产中的应用

采用浸渍法制备了Pd/C催化剂,考察了催化剂制备过程中加料方式、还原方法、载体种类、钯质量分数和浸渍液质量浓度对催化剂性能的影响,得到了制备Pd/C催化剂的优化工艺条件:载体为NH-03型活性炭,浸渍液质量浓度为20 g/L,采用滴加的方式将PdCl_2溶液加至活性炭浆液中,还原剂为(w)20%的次亚磷酸钠溶液,钯质量分数为5%。优化制备条件下制得的Pd/C催化剂用于催化加氢制备4-氨基二苯胺,表现出较好的活性,其中4-硝基二苯胺和4-亚硝基二苯胺转化率均可达到100%,4-氨基二苯胺选择性大于99%,加氢反应时间小于30 min。催化剂SEM表征结果表明:自制的Pd/C催化剂表面活性炭载体凸起部分与Pd粒子粒径相当,有利于Pd粒子在活性炭表面的负载,提高Pd粒子的吸附牢固度和分散性,进而提高了Pd/C催化剂的活性。