Pd/Fe_2O_3金属催化剂的制备及其催化还原邻氯硝基苯的研究

本文采用浸渍法制备了一系列负载型金属催化剂,进一步考察了它们催化邻氯硝基苯加氢反应的催化性能。研究表明:以纳米Fe_2O_3为载体所制得的Pd/Fe_2O_3金属催化剂用于邻氯硝基苯催化加氢反应具有较高的反应活性和选择性,反应转化率达90%以上,其中邻氯苯胺的选择性也达到90%以上。     

非晶态Pd-B/Al2O3催化剂用于邻氯硝基苯加氢合成邻氯苯胺的研究

用化学还原法制得了Pd-B/Al2O3非晶态催化剂,并用于邻氯硝基苯液相加氢反应的研究.采用XRD、SEM、SAED等技术手段对催化剂进行了表征,表明Pd-B以超细颗粒的形式分散在载体上,并且明确了催化剂的非晶态性质、结构形态等.以邻氯硝基苯液相加氢为目标反应,对所制备催化剂的催化性能进行系统评价.在反应温度90℃、氢气压力1.0MPa的反应条件下,邻氯硝基苯的转化率达99.9%,邻氯苯胺的选择性达98.0%;在不加脱卤抑制剂的情况下,脱卤率小于2%,表明负载Pd系非晶态催化剂具有较好的邻氯硝基苯加氢活性及良好的选择性,优于Pd基晶态催化剂和Ni基晶态催化剂.从催化剂的微观结构、金属-载体相互作用、活性组分在载体表面的几何效应和电子效应等方面对非晶态催化剂响影响邻氯硝基苯加氢性能进行了讨论和解释.     

常压条件下Pd/C催化邻氯硝基苯加氢反应

用化学还原法制备了活性炭负载Pd、Pt和 Ru共3种贵金属催化剂,在没有添加任何脱氯抑制剂和助剂的前提下,比较研究了3种催化剂在邻氯硝基苯(o-CNB)加氢制邻氯苯胺(o-CAN)反应中的催化性能,发现Pd/C催化剂效果更佳。以Pd/C为催化剂,考察了溶剂种类、反应温度、反应时间和重复使用次数等因素对邻氯硝基苯转化率及邻氯苯胺选择性的影响。实验结果表明:常压条件下,Pd与邻氯硝基苯的质量比为1/2120,反应时间90min,邻氯硝基苯转化率和邻氯苯胺选择性分别可达100%和 87.4%。催化剂在重复使用6次后仍保持较高的活性。该工艺具有反应压力低、催化剂用量少、反应时间短和脱氯少等特点,适合工业化生产。     

五氯硝基苯催化加氢法合成3,5-二氯苯胺

3,5-二氯苯胺是一种重要农药中间体.采用多氯代硝基苯催化加氢脱氯合成3,5-二氯苯胺是一种清洁合成工艺.研究了合成路线中五氯硝基苯催化加氢制备五氯苯胺工艺,主要考察了催化剂、溶剂、反应温度和反应压力对加氢反应的影响.结果表明:与骨架镍相比,Pd/C催化剂具有较好的催化活性和选择性,虽然负载量为10%Pd/C比5%Pd/C催化活性高,但易发生深度脱氯;反应适宜的溶剂为环己烷;在优化的反应条件下,五氯硝基苯转化率可达99%以上,五氯苯胺选择性可达95%以上.     

单分散氮掺杂的碳纳米球负载钯催化氯代硝基苯加氢反应

高效钯炭催化剂的研制是卤代硝基苯选择性加氢还原制备卤代苯胺工艺取得突破的关键。以单分散氮掺杂的碳纳米球为载体、钯为活性组分,采用浸渍法制备出负载型的Pd/CN-x(x代表碳基载体的焙烧温度),并对其催化氯代硝基苯加氢制备氯代苯胺反应的性能进行了研究。分别采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)技术对Pd/CN-x催化剂的形貌、结构及表面化学性质进行了表征分析。考察了不同温度下制备出的碳氮材料负载钯催化剂对氯代硝基苯选择性加氢还原反应活性和选择性的影响。研究结果表明,以单分散氮掺杂的碳纳米球为载体能够实现金属Pd颗粒的均匀分散,因而催化剂表现出优异的催化加氢性能。其中,Pd/CN-600催化剂表现出100%的3-氯硝基苯转化率,同时对3-氯苯胺的选择性高达76.9%。此外,载体表面含氮官能团影响活性Pd组分的有效分散,进而影响3-氯苯胺的选择性。     

Pd-Fe/TiO2常压催化加氢制备3-氯-4-氟苯胺的研究

研究了以Pd-Fe/TiO2作催化剂,3-氯-4-氟硝基苯常压加氢制备3-氯-4-氟苯胺的方法,考察了该催化剂对3-氯-4-氟硝基苯的常压加氢反应的性能,探讨了影响加氢反应的主要因素。实验表明,经KBH4处理过的催化剂具有较高的催化活性,Fe的引入同时提高了催化剂的催化活性和选择性。当催化剂中Pd的质量分数为5%,Fe的质量分数为0.2%,催化剂用量为13.2×10-3g Pd/0.1 mol硝基物,溶剂用量为80 mL无水乙醇/0.1 mol硝基物,反应温度50℃时,3-氯-4-氟苯胺的产率为98.0%,纯度达99.0%以上。     

球形Pd催化剂应用于对氯硝基苯催化加氢

在聚乙二醇、环己胺和水组成的W/O乳状液体系中,用BH4-还原Pd2+制得了球形纳米Pd催化剂,并用XRD、XPS、TEM等方法表征了催化剂的结构、表面电子态和形貌等。通过催化对氯硝基苯加氢制备对氯苯胺来评价其催化性能。结果表明,该催化剂具备较高的催化活性和选择性,对氯硝基苯转化率达到100%,对氯苯胺的选择性达到99%以上,催化剂稳定性较好可以套用6次以上。     

负载型Pd/SBA—15催化剂催化性能研究

将负载型催化剂Pd/SBA—15用于催化邻氯硝基苯加氢。考察了反应温度、催化剂用量对Pd/SBA—15催化性能的影响,并考察了催化剂的使用寿命。实验结果表明,Pd/SBA—15催化剂表现出很好的催化性能,有望应用于工业生产。     

Sn~(4+)修饰的PEG-Pd催化氯代硝基苯选择性加氢反应

考察了PEG-Pd(PEG:聚乙二醇,Pd 0.2%)催化剂催化对氯硝基苯的加氢反应中,添加第二金属组分以及Sn4+含量对反应的影响。结果表明,添加一定量的Sn4+对反应选择性有着显著的影响。不添加Sn4+离子,会有严重的脱氯反应发生;加入Sn4+离子后,在Sn与Pd的摩尔比为0.8,温度60℃,氢压1.0 MPa的条件下,经过60 min反应,对氯硝基苯转化率为99.6%,而对氯苯胺选择性由不加Sn4+离子时的68.5%上升到96.1%。对取代位置不同的其它氯代硝基苯,该催化体系同样表现出很高的催化活性和氯代苯胺选择性。     

Sn^4＋修饰的PEG-Pd催化氯代硝基苯选择性加氢反应

考察了PEG-Pd（PEG：聚乙二醇,Pd 0.2%）催化剂催化对氯硝基苯的加氢反应中,添加第二金属组分以及Sn^4＋含量对反应的影响。结果表明,添加一定量的Sn^4＋对反应选择性有着显著的影响。不添加Sn^4＋离子,会有严重的脱氯反应发生;加入Sn^4＋离子后,在Sn与Pd的摩尔比为0.8,温度60℃,氢压1.0 MPa的条件下,经过60 min反应,对氯硝基苯转化率为99.6%,而对氯苯胺选择性由不加Sn^4＋离子时的68.5%上升到96.1%。对取代位置不同的其它氯代硝基苯,该催化体系同样表现出很高的催化活性和氯代苯胺选择性。     

Ni-B非晶态合金催化加氢制备氯代苯胺

采用水合肼和硼氢化钾为共还原剂,适当比例的甲醇、乙醇和水的混合物为溶剂,在333 K下制得负载催化剂P1。XRD、TEM、SAED测定结果表明,该催化剂是一种纳米级非晶态合金。将P1催化剂用于邻氯硝基苯加氢反应,在底物100%转化时,生成邻氯苯胺的选择性达到94.3%。对一系列氯代硝基芳烃化合物在P1催化剂上的催化加氢反应进行了考察,得出脱氯顺序依次为:2-氯-5-硝基甲苯>邻氯硝基苯>间氯硝基苯=对氯硝基苯>2,5-二氯硝基苯,分析了不同氯代硝基苯的结构与脱氯的关系,认为在该催化剂上脱氯的主要原因,是生成的氯代苯胺在催化剂表面的吸附。讨论了金属添加剂(Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Mo、Zn、La)对P1催化剂催化加氢制备邻氯苯胺的影响,发现添加Cu、Fe能提高催化剂的选择性,在底物基本转化时,选择性由不加金属添加剂时的94.3%,分别提高到97.2%和97.6%。     

镍基催化剂加氢还原氯代硝基苯时脱氯机制的研究

Ni-B/SiO2非晶态合金对一系列氯代芳烃硝基化合物进行加氢,脱氯顺序依次为:2-氯-5-硝基甲苯>邻氯硝基苯>间氯硝基苯=对氯硝基苯>2,5-二氯硝基苯。将Ni-B/SiO2非晶态合金和Raney Ni催化加氢邻氯硝基苯进行了对比,发现在—NO2转化成—NH2的反应终了之前,用非晶态镍催化剂的脱氯速度小于用Raney Ni催化剂的脱氯速度,但加氢反应终了之后,在非晶态镍催化剂上的脱氯速度大于Raney Ni催化剂上的脱氯速度。镍基催化剂的软硬度是催化剂选择性好坏的主要原因,镍基催化剂软度大有利于催化剂选择性的提高。     

催化加氢制备3-氯-4-氟苯胺的研究

研究了以Pt-Cu-S/C作催化剂,3-氯-4-氟硝基苯常压加氢制备3-氯-4-氟苯胺的方法,考察了该催化剂对3-氯-4-氟硝基苯的催化加氢反应的性能,探讨了影响加氢反应的主要因素。实验表明,催化剂具有较高的催化活性和选择性。当催化剂中Pt的质量分数为1%,Cu的质量分数为0.1%,S的质量分数为0.03%,催化剂用量为硝基物质量的0.5%,溶剂用量2 m L甲醇/1 g硝基物,反应温度80℃,压力为1.5 MPa时,3-氯-4-氟苯胺的产率为98%,纯度达99.5%以上。     

Ir/C催化剂氯代硝基苯选择性催化加氢反应性能

采用浸渍法制备Ir/C和Pd/C催化剂,并用于氯代硝基苯选择性催化加氢反应,采用ICP-MS、XRD、XPS和TEM等手段对催化剂进行表征。结果表明,在相同负载量条件下,Ir在活性炭表面的分散与Pd有显著差异,Ir颗粒粒径更小且更均匀。在氯代硝基苯液相催化加氢反应中,Ir催化剂的催化活性较低,对氢解脱氯副反应有较好的抑制作用,这些性能与Ir的特殊性能有关。     

Fe_2O_3-Co_3O_4/Al_2O_3催化剂催化含氯尾气脱氢性能研究

研究了Fe_2O_3-Co_3O_4/Al_2O_3催化剂催化含氯尾气脱氢性能,分别考察了在不同反应温度、不同铁钴氧化物负载量和不同焙烧温度下尾氯脱氢性能,并采用XRD、SEM、FTIR和BET等手段对催化剂进行表征。结果表明,Fe_2O_3和Co_3O_4是催化剂的主要活性组分,在催化剂用量为0.5 g,Fe_2O_3负载量为2.0%,Co_3O_4负载量为1.2%,400℃焙烧和150℃反应温度下,催化剂表现出较好的脱氢性能,H_2转换率为96%,且总体上H_2-Cl_2反应选择性>H_2-O_2反应选择性。     

选择性催化加氢合成3,4-二氯苯胺的Pd/C催化剂研究

研究了Pd/C催化剂表面金属钯平均粒径对3,4-二氯硝基苯催化加氢反应选择性的影响，发现金属钯平均粒径越大，脱氯副反应越不明显，加氢选择性越高。采用浓硝酸预处理的活性炭负载钯催化剂虽然能够增大表面金属钯平均粒径，粒径分布却较宽，不利于加氢选择性的提高。使用饱和EDTA·2Na溶液预处理活性炭后，在钯负载量降低的情况下，可以达到活性炭载体表面金属钯大粒径、狭窄的分布，实现了在不添加脱氯抑制剂的情况下高选择性合成3,4-二氯苯胺。     

对氯硝基苯加氢用骨架镍催化剂的改性研究

在骨架镍催化剂中加入贵金属钯或铂及辅助金属Mo,Zn,Cr,Cu,Fe等,通过搅拌吸附、还原沉淀、过滤分离后制得改性骨架镍催化剂。将制备的催化剂用于对氯硝基苯加氢合成对氯苯胺,对添加不同辅助金属的催化剂进行了活性评价。试验结果表明:添加辅助金属(NH_4)_6Mo_7O_(24)制备得到的钯改性镍催化剂具有优良的性能;在不添加脱氯抑制剂的条件下,对氯硝基苯的转化率大于99.9%,对氯苯胺的选择性大于98%,对氯苯胺的收率大于95%,加氢过程中脱氯副反应发生率低。选择(NH_4)_6Mo_7O_(24)为辅助金属对Pd/骨架镍催化剂进行改性是可行的,具有较好的应用前景。     

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。     

负载Pd-Fe双金属催化剂催化含氟芳香硝基化合物的选择性加氢

采用浸渍法制备了负载Pd-Fe双金属催化剂,考察了催化剂常压下催化3-氯-4-氟硝基苯的选择性加氢性能。结果表明,用硼氢化钾还原,在500℃焙烧4h,钯和铁的质量分数分别为5％和0．2％的TiO2负载Pd-Fe催化剂,具有很好的催化活性和选择性。在3-氯-4-氟硝基苯0．1mol,催化剂0．26g,无水乙醇80mL,50℃,0．1MPa和反应2h的条件下,TiO2负载Pd-Fe催化剂催化3-氯-4-氟硝基苯加氢反应,反应产率98．1％,3-氯-4-氟苯胺选择性99．1％。TiO2负载的Pd-Fe催化剂用于催化其他含氟芳香硝基化合物的常压加氢也表现出很高的催化活性和选择性,无脱卤现象。     

Pd/CMK-3催化加氢制备邻氨基苯酚研究

采用浸渍还原法在CMK-3介孔炭上负载Pd制备Pd/CMK-3催化剂,考察了Pd/CMK-3水相催化加氢邻硝基苯酚钠制备邻氨基苯酚钠的催化性能。结果表明:当Pd负载量为5%,反应温度为338 K,反应压力为1 MPa时,邻硝基苯酚钠的转化率达到100%,邻氨基苯酚钠的选择性高于99.5%,邻氨基苯酚收率为98.0%。采用XRD、BET、SEM和TEM对于催化剂进行了表征,结果表明:CMK-3具有良好的介孔结构以及较高的比表面积,Pd纳米颗粒在CMK-3表面高度分散且具有较好稳定性,因此具有更高的催化加氢活性。