一种镍基催化剂在芳香硝基化合物选择加氢反应中的应用_2

文档序号:9853413阅读:来源:国知局
说明】
[0031] 图1不同担载量Ni/AC催化剂的TEM图。从图中可以看出不同担载量的催化剂镍 的粒子大小为5_7nm,且分布均勾。
【具体实施方式】
[0032] 实施例1 :0.05g硝酸镍溶解于1.3g去离子水中,在溶解后的硝酸镍溶液中加入 Ig活性炭载体,搅拌混合均匀后于室温下干燥过夜后,放入80°C烘箱干燥5h,得到1% Ni/ AC,于干燥器中待用;
[0033] 实施例2 :0. 25g硝酸镍溶解于I. 3g去离子水中,在溶解后的硝酸镍溶液中加入 Ig活性炭载体,搅拌混合均匀后于室温下干燥过夜后,放入80°C烘箱干燥5h,得到5% Ni/ AC,于干燥器中待用;
[0034] 实施例3 :0. 5g硝酸镍溶解于I. 3g去离子水中,在溶解后的硝酸镍溶液中加入Ig 活性炭载体,搅拌混合均匀后于室温下干燥过夜后,放入80°C烘箱干燥5h,得到10 % Ni/ AC,于干燥器中待用;
[0035] 实施例4 :lg硝酸镍溶解于I. 3g去离子水中,在溶解后的硝酸镍溶液中加入Ig活 性炭载体,搅拌混合均匀后于室温下干燥过夜后,放入80°C烘箱干燥5h,得到20% Ni/AC, 于干燥器中待用;
[0036] 实施例5 :0. 25g硝酸镍溶解于1.0 g去离子水中,在溶解后的硝酸镍溶液中加入 Ig Al2O3载体,搅拌混合均匀后于室温下干燥过夜后,放入80°C烘箱干燥5h,得到5% Ni/ Al2O3,于干燥器中待用;
[0037] 实施例6 :0. 25g硝酸镍溶解于0. 6g去离子水中,在溶解后的硝酸镍溶液中加入Ig SiO2载体,搅拌混合均匀后于室温下干燥过夜后,放入80°C烘箱干燥5h,得到5% Ni/Si02, 于干燥器中待用;
[0038] 应用例1
[0039] 催化剂在使用前都经过体积含量10% H2/He还原,还原条件为10°C /min升到 350°C,还原30min后,用He吹扫30min,迅速取出并称取0.1 g倒入反应管中,用移液管加 入5ml 0.1 M的3-硝基苯乙烯反应液(甲苯为溶剂,邻二甲苯为内标),反应条件为3bar H2(初始压力),40°C。
[0040] 具体实验结果如下:
[0041] 表一不同镍担载量催化剂在3-硝基苯乙烯选择加氢的结果
[0043] 由表可知随着担载量的增加,对目标产物的选择性没有明显降低,较佳的担载量 在5%。
[0044] 表二不同载体在3-硝基苯乙烯选择加氢的结果
[0046] 由表中数据可以看出,活性炭为载体比Al2O3和SiO^现出更高的选择性。
[0047] 表三5 % Ni/AC催化剂在3-硝基苯乙烯选择加氢的循环实验结果
[0050] 由表中数据可以看出,催化剂在循环四次后,活性和选择性没有明显下降,表明催 化剂的循环稳定性好。
[0051] 表四5% Ni/AC在不同反应底物选择加氢的结果
[0053] 由表中数据可以看出该催化剂对于其他底物同样具有很高的选择性。
[0054] 应用例2 :
[0055] 催化剂在使用前都经过10% H2/He还原,还原条件为10°C /min升到350°C,还原 30min后,用He吹扫30min,迅速取出并称取0.1 g倒入反应管中,加入0. 5mmol的反应物, 反应条件为2Mp H2,60°C,乙醇为溶剂。
[0056] 表五5% Ni/AC催化剂在不同底物上的催化活性考察。
[0057]
[0058] 研究结果表明Ni/AC催化剂在α,β不饱和硝基化合物选择加氢制备肟上表现出 很好的普适性。
[0059] 图1不同担载量Ni/AC催化剂的TEM图,从图中可以看出不同担载量的催化剂镍 的粒子大小为5_7nm,且分布均勾。
【主权项】
1. 一种镍基催化剂在芳香硝基化合物选择加氢反应中的应用,其特征在于:所 述镍基催化剂的活性组分为镍,载体为炭材料,镍基催化剂中活性组分的质量含量为 0. 01% -50%。2. 如权利要求1所述的应用,其特征在于:活性组分为Ni,镍基催化剂中活性组分质量 含量为 〇· 〇l-2〇wt%。3. 如权利要求1所述的应用,其特征在于:镍基催化剂的制备过程如下, 1) 按所需比例将镍的可溶性前躯体溶液与炭材料混合均匀,室温下干燥4-24小时后, 于50-200°C继续干燥1-10小时; 溶液中镍的可溶性前躯体浓度为〇. l-l〇〇mg/ml ; 所述活性组分镍的可溶性前驱体为硝酸镍、氯化镍、醋酸镍、硫酸镍中的一种或二种以 上; 2) 催化剂在用于反应前需经过还原处理,还原气氛为氢气或氢气体积浓度大于等于 10%的氢气和惰性气体的混合气,还原温度为50°C _800°C,还原时间10_300min。4. 如权利要求1或3所述的应用,其特征在于:所述的载体炭材料为活性炭、乙炔黑、 介孔炭材料(CMK-3等)中的一种或二种以上。5. 如权利要求1所述的应用,其特征在于: 反应于密闭的高压反应釜中进行,反应釜中氢气室温时的初始压力为0. l-5Mpa,反应 温度为20-150°C,反应时间不少于10分钟。6. 如权利要求1或5所述的应用,其特征在于: 所述反应于溶剂中进行,所采用的溶剂为乙醇、甲醇、甲苯、四氢呋喃、十二烷、水中的 一种或二种以上,反应溶液中反应底物芳香硝基化合物浓度〇. 001-10m〇l/L ; 反应底物为芳香硝基化合物'戈基R为氢、卤素、乙烯基、乙 炔基、腈基、醛基、酚羟基、羰基、甲基、异丙基、甲氧基中的一种,取代基R的个数为1-5个; 或反应底物;中的一 种,取代基R为氢、卤素、乙烯基、乙炔基、腈基、醛基、酚羟基、羰基、甲基、异丙基、甲氧基中 的一种,取代基R的个数为1-5个。7. 如权利要求1或5所述的应用,其特征在于: 催化剂活性组分与反应底物的摩尔比在IX 10 4到1之间。8. 如权利要求1或5所述的应用,其特征在于: 优选的反应温度为20-80°C,室温下反应釜中氢气的优选初始压力0. 1-1. 5Mp,优选反 应时间0. 5-3h。9. 如权利要求1所述的应用,其特征在于:催化剂可以循环使用2次以上,其转化率和 选择性没有明显下降,且催化剂容易与反应溶液分离。
【专利摘要】一种镍基催化剂在芳香硝基化合物选择加氢反应中的应用,该催化剂的活性组分为镍,载体为炭材料,活性组分的含量为0.01%-50%。该催化剂在芳香硝基化合物的选择性加氢上表现出很高的活性和选择性。与现有的芳香硝基化合物选择性加氢的工业合成路线相比较,本发明所提供反应过程绿色环境友好,操作简单,成本节约等显著优点。
【IPC分类】C07C209/36, B01J23/755, C07C211/52, C07C221/00, C07D333/22, C07C215/76, C07C255/58, C07C213/02, C07C249/10, C07C253/30, C07C211/45, C07D307/52, C07C251/40, C07C223/06
【公开号】CN105618055
【申请号】CN201410592032
【发明人】王爱琴, 魏海生, 王文涛, 任煜京, 张涛
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月29日
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