载体对镍基催化剂催化2,4-二硝基甲苯加氢反应的影响

 采用浸渍沉淀法制备了Ni/MgO、Ni/HZSM-5、Ni/硅藻土、Ni/SiO₂及Ni/HY催化剂,通过XRD、BET、TPR等分析手段对催化剂进行了表征,并将其应用于2,4-二硝基甲苯液相加氢制2,4-甲苯二胺反应。结果表明,在2.2 MPa、90℃、反应原料5 g、溶剂300 mL、催化剂0.5 g的条件下,这5种镍基催化剂催化2,4-二硝基甲苯液相加氢反应按2,4-甲苯二胺的选择性高低的排列顺序为Ni/HY、Ni/硅藻土、Ni/SiO₂、Ni/HZSM-5、Ni/MgO,其中Ni/HY催化剂催化活性最高,2,4-二硝基甲苯转化率和2,4-甲苯二胺的选择性分别达到99.94%和99.40%,且在循环使用3次后仍能保持良好的催化活性。     

催化加氢法合成2,5-二氨基甲苯

以2-氨基偶氮甲苯为原料,催化加氢合成2,5-二氨基甲苯。考察了催化剂类型、原料浓度、催化剂用量、反应温度和反应压力等对反应的影响。结果表明,介孔碳负载钯催化剂Pd/MC具有高活性和稳定性。经单因素实验考察,确定优化工艺条件为:采用甲醇-水(体积比3∶7)溶液作为溶剂,原料浓度为100～200 g/L,催化剂的添加量为原料的0.25%(质量分数),反应温度80℃,反应压力2.0 MPa,溶液初始pH值为8,反应时间3～4 h。在此条件下,2-氨基偶氮甲苯转化率接近100%,2,5-二氨基甲苯收率大于98%,催化剂可重复使用5次以上,具有工业化应用前景。     

Ni/HY催化剂上双环戊二烯液相催化加氢

采用浸渍法制备了Y型分子筛负载Ni催化剂(Ni/HY)。研究了Ni/HY催化剂对双环戊二烯(DCPD)液相加氢的催化性能及其影响因素。结果表明,Ni/HY催化剂对DCPD液相加氢合成桥式四氢双环戊二烯(endo-THDCPD)具有良好的催化作用。DCPD液相加氢反应过程与m(Catalyst)/m(DCPD)、反应温度(θ)、催化剂中Ni负载量(w(Ni),质量分数,下同)及载体的孔结构有关。升高反应温度、增大m(Catalyst)/m(DCPD)均有利于DCPD的转化及endo-THDCPD收率的增加。当w(Ni)较低时,Ni/HY催化剂的活性随w(Ni)的增加而增加,当w(Ni)大于20%时,w(Ni)对催化活性的影响变得不明显。当m(Catalyst)/m(DCPD)=1/10,w(Ni)=29.39%,θ=170℃,t=60 min时,DCPD的转化率达99.5%,endo-THDCPD的收率为96.3%。     

二硝基甲苯还原制备甲苯二胺的研究进展

综述了二硝基甲苯还原制备甲苯二胺的研究进展。介绍了化学还原法、催化加氢法、CO/H_2O体系还原法,并讨论了以上各种方法的影响因素、优缺点以及应用前景。催化加氢法具有产品收率高、成本低、三废少等诸多优点,其发展前景更为广阔。最后概述了用于催化加氢法的金属催化剂。     

尿素法合成甲苯-2,4-二氨基甲酸丁酯

以尿素为羰基化试剂,2,4-二氨基甲苯(TDA)和正丁醇为原料,在不同催化剂作用下合成了甲苯二异氰酸酯的前体甲苯-2,4-二氨基甲酸丁酯(BTDC),考察了催化剂种类和反应条件对BTDC合成反应的影响。实验结果表明,γ-Al2O3催化剂对该反应具有较高的活性,适宜的催化剂焙烧温度为500℃。采用上述催化剂,适宜的反应条件为:反应温度200℃,反应时间6 h,催化剂用量(基于TDA的质量)为30%,n(TDA)∶n(尿素)∶n(正丁醇)=1∶5∶65。在此条件下,TDA的转化率为95.3%,BTDC的收率为70.5%。通过液相色谱-质谱联用技术推测了反应路径。     

合成甲苯-2,4-二氨基甲酸丁酯的热力学分析

采用基团贡献法计算了2,4-二氨基甲苯与尿素和正丁醇反应合成甲苯-2,4-二氨基甲酸丁酯体系中相关组分的标准摩尔生成热、标准摩尔生成自由能和等压摩尔热容,计算了300K~500K温度范围内各反应的焓变、吉布斯自由能和平衡常数并进行了热力学分析。结果表明,合成甲苯-2,4-二氨基甲酸丁酯反应在热力学上是可行的。计算结果为该反应的实验研究及开发提供了理论依据。     

Yb(OTF)3催化2,4-二氨基甲苯与碳酸二甲酯合成2,4-甲苯二氨基甲酸甲酯

研究了Yb(OTF)3催化剂对2,4-二氨基甲苯与碳酸二甲酯反应合成2,4-甲苯二氨基甲酸甲酯的催化活性,采用L16(44)正交实验方案对反应温度、反应时间、原料比、催化剂用量4个因素进行了考察,得到了最优反应条件.在此条件下,TDC收率可达25.3%.初步研究了Yb(OTF)3催化DMC和TDA合成TDC的反应机理.对Yb(OTF)3催化剂的寿命进行了考察,发现催化剂无明显失活,可重复使用.     

Ni-B/SiO2非晶态催化剂用于2,4-二氯-6-硝基苯酚催化加氢

以化学还原法制备了纳米Ni-B/SiO2非晶态催化剂.以2,4-二氯-6-硝基苯酚为原料,通过液相相加氢的方法制备了2-氨基-4,6-二氯苯酚,讨论了Ni和B的负载量、催化剂用量、氢气压力、反应温度、反应时间等对加氢还原反应的影响.最佳工艺条件为:Ni负载量15%,B负载量4%,催化剂用量(Ni和B与总反应物的质量比)...     

Ni/P-HY催化剂上正构烷烃的加氢转化

研究了磷改性对Ni/HY催化剂表面性质和催化反应性能的影响。NH3-TPD和Py-dFTIR的结果表明，磷改性导致了催化剂表面上的B酸酸量减少，酸强度提高，CO-DRIFTS结果表明，磷与镍相互作用，提高了金属的分散度，并有效地提高了催化剂的金属中心与酸中心的比例，因此，在正辛烷临氢转化反应中，少量磷改性的Ni/HY催化剂可以显著地提高加氢异构化的选择性，减少裂解反应。     

碳酸酯法合成甲苯-2,4-二氨基甲酸苯酯反应的溶剂效应

考察了不同溶剂和催化剂对2,4-甲苯二胺(TDA)与碳酸二苯酯(DPC)合成甲苯-2,4-二氨基甲酸苯酯(TDC)反应的影响,并分析了反应历程及溶剂效应。实验结果表明,溶剂极性对反应影响很大,溶剂的空间位阻对反应也有影响;该反应较好的溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP),较好的催化剂为Pb_3O_4。适宜的反应条件为:n(Pb_3O_4)∶n(TDA)=0.25,n(DPC)∶n(TDA)=4,反应温度120℃,反应时间8 h,此时TDA转化率为87.6%、TDC收率为75.3%;采用N,N-二甲基乙酰胺与NMP体积比为1∶2的混合溶剂时,TDC收率可达83.5%,TDC选择性为99.1%。     

Ni/TiO_2催化剂用于催化加氢制备邻氨基对叔丁基苯酚

采用浸渍法制备了Ni/TiO_2催化剂,通过BET,XRD,TPR技术对催化剂进行了表征,考察了Ni/TiO_2催化剂用于邻硝基对叔丁基苯酚催化加氢制备邻氨基对叔丁基苯酚反应的性能,并对合成工艺条件进行了优化。实验结果表明,随着Ni负载量的增加,Ni/TiO_2催化剂活性和选择性逐渐提高,当Ni负载量(质量分数)达到20%时,催化剂活性和选择性趋于稳定,在70℃、1.0MPa、溶剂乙醇与反应物的质量比为2.0:1、搅拌转速1000 r/min的反应条件下,邻硝基对叔丁基苯酚的转化率和邻氨基对叔丁基苯酚的选择性均超过99%。Ni/TiO_2催化剂重复使用11次后仍有良好的活性和选择性,具有较好的工业应用前景。     

Ni/SiO_2催化剂上月桂腈的加氢反应

用溶胶-凝胶法制备了一系列负载型Ni/SiO2催化剂,采用X射线衍射、透射电子显微镜、低温N2吸附-脱附和H2吸附技术对催化剂进行了表征,并考察了该系列催化剂用于月桂腈加氢反应的性能。表征结果显示,载体SiO2及催化剂试样的孔径为5~10nm,Ni以金属单质或氧化态形式均匀分散在载体表面,颗粒粒径为5~15nm。活性评价结果表明,当Ni/SiO2催化剂中Ni的质量分数为28%时,催化活性最高,在H2分压2MPa、反应温度80℃、反应时间30min、搅拌转速700r/min的优化反应条件下,月桂腈的转化率为91.6%,伯胺的选择性为99.4%;该催化剂的稳定性好,反应20次后,月桂腈的转化率由91.6%降为88.5%,伯胺的选择性维持在98.0%以上。     

非晶态镍催化剂上戊二腈催化加氢制备戊二胺

采用非晶态镍催化剂、以无水乙醇为溶剂,在高压反应釜中进行了戊二腈催化加氢制备戊二胺的实验,考察了催化剂和助催化剂用量(均为质量分数,基于戊二腈)、反应温度、反应压力、加入液氨等因素对该反应的影响。实验结果表明,在非晶态Fe-Mo-Ni-Al催化剂用量15%、NaOH助催化剂用量0.25%、戊二腈与乙醇的体积比1:5、反应压力3MPa、反应温度70℃的优化反应条件下,戊二腈的转化率达100.0%,戊二胺的选择性达66.8%。非晶态镍催化剂上戊二腈催化加氢制备戊二胺的反应历程为:首先戊二腈催化加氢生成5-氨基戊腈,然后5-氨基戊腈催化加氢生成目标产物戊二胺和副产物六氢吡啶。     

新型镍系液相加氢催化剂

针对工业上通常采用的辛烯醛加氢制备辛醇的工艺,采用浸渍法制备了一种新型镍系液相加氢催化剂。在小型加压评价装置上,考察了催化剂中活性组分镍的含量、助剂镁的加入量以及还原温度对催化剂加氢性能的影响。在此基础上,进行了400h的运转实验。实验结果表明,催化剂中活性组分镍质量分数在20 0%左右时,催化剂的加氢活性最佳;在催化剂中加入助剂镁有利于提高加氢活性,镁的质量分数在1 9%左右为最佳;催化剂的还原温度不宜超过600℃。该催化剂用于辛醇液相加氢精制反应,具有良好的加氢活性、选择性和稳定性。     

温和条件下非晶态NiAl合金催化苯甲腈加氢制苄胺

由铜鼓快速淬冷法制备的非晶态NiAl合金催化剂经活化后用于催化苯甲腈加氢制苄胺的反应,考察了溶剂种类、苯甲腈初始浓度、催化剂用量、反应温度及反应压力等因素的影响,并测定了该催化加氢反应的表观活化能。实验结果表明,在催化剂用量为苯甲腈质量的6%、乙醇为溶剂、NaOH添加量为苯甲腈质量的10%、苯甲腈初始浓度2.0mol/L、反应压力2.0MPa、反应温度40℃的温和条件下反应60min,苯甲腈的转化率达到99.9%,苄胺的选择性达到95.2%。在上述条件下,苯甲腈催化加氢反应的表观活化能为20.4kJ/mol。     

应用于C9石油树脂催化加氢的高性能Ni2P/SiO2催化剂研究

催化加氢是提高C9石油树脂产品质量的有效手段。本文采用程序升温还原法(TPR法)制备了Ni2P/SiO2催化剂并应用于C9石油树脂加氢反应中,考察了温度、压力、液时空速的影响。结果表明,该体系的最佳反应条件分别为：250℃, 6 MPa, 和1 h-1。其中,加氢产物可以在300小时内保持较低溴值(~250 mgBr/100g),表明Ni2P/SiO2催化剂具有高活性和稳定性。随后,采用XRD、BET、SEM、TEM和红外—吡啶吸附等手段对反应前后催化剂进行表征,以考察其高活性和稳定性的原因。结果表明,相比于NiWS的层状结构,Ni2P是类球形结构,使其暴露出更多的活性位,这可能是Ni2P具有高活性的原因。Ni2P/SiO2催化剂具有高稳定性可能由于Ni2P具有抗硫、抗烧结、抗结焦和抗积碳的性能,这些性能又进一步归因于Ni2P在含硫杂质下可能形成Ni-P-S晶相,Ni2P纳米颗粒具有高热稳定性以及Ni2P催化剂表面弱酸性。     

Ru-Rh/AC催化对苯二酚选择性加氢制备1,4-环己二醇

采用浸渍法制备了负载在活性炭(AC)上的Ru-Rh/AC双金属催化剂,通过ICP-AES,TEM,XRD方法对Ru-Rh/AC催化剂进行了表征;将Ru-Rh/AC催化剂用于对苯二酚选择性加氢制备1,4-环己二醇的反应,系统考察了溶剂、反应温度、反应压力和催化剂用量对该反应的影响。表征结果显示,活性组分在AC载体表面形成了高分散的粒径为2～5 nm的合金颗粒。实验结果表明,优化的反应条件为:以异丙醇为溶剂、催化剂中Ru-Rh金属与对苯二酚摩尔比为0.005、反应温度80℃、反应压力1.0 MPa。在此条件下反应1 h,对苯二酚转化率为100%,目的产物1,4-环己二醇的选择性为95.5%。Ru-Rh/AC双金属催化剂具有较好的稳定性。     

Ru/AC催化邻苯二胺加氢制1,2-环己二胺

以活性炭(AC)为载体,采用浸渍法制备了Ru/AC催化剂,并应用于邻苯二胺(o-PDA)催化加氢制1,2-环己二胺的反应。考察了Ru负载量、溶剂种类、反应温度、添加剂Na NO2用量、水用量等反应条件对加氢性能的影响。实验结果表明,适宜的反应条件为:温度170℃,压力8.0 MPa,o-PDA 16.0 g,异丙醇75 m L,Na NO2 0.50 g,水4.0 m L,5%(w)Ru/AC催化剂3.0 g;在此条件下,o-PDA的转化率为99.5%,1,2-环己二胺的收率为86.3%。5%(w)Ru/AC催化剂循环使用5次后,o-PDA的转化率由99.5%降至85.7%,1,2-环己二胺的选择性维持在85%以上。循环使用5次后的催化剂经洗涤、干燥和还原活化后,活性恢复,可重复使用。