加氫生產鄰苯二胺催化劑—納米鎳的製備方法
2023-11-10 16:07:37
專利名稱：加氫生產鄰苯二胺催化劑—納米鎳的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種用於鄰硝基苯胺催化加氫製備鄰苯二胺的新型催化劑納米鎳的製備方法。
背景技術：
納米鎳因其晶粒尺寸在納米級，晶體中位於晶界和表面的原子佔了相當大的比例，所以從力學性能到電、磁、光學性質都與非納米鎳不同。納米鎳具有獨特的表面特性、吸附性和鐵磁性等，被廣泛用作高效催化劑、潤滑劑、光吸收材料、納米塗層材料、傳感器、導 電漿料、高密度磁記錄材料、高性能電極材料、活化燒結添加劑等許多領域，是國內外新穎功能材料開發熱點之一。近年來，國內外製備納米鎳的方法很多，但總體上可以分為物理法和化學反應法兩大類。物理法和化學法各有優點物理法主要包括機械球磨法、氣相凝聚法、濺射法、電爆炸絲法、等離子體法等，一般對設備要求較高，但是操作簡單而溶液化學還原法雖然工藝過程較多，但是產量大，並且產物粒徑、形貌容易控制、易於實現規模化生產。與傳統骨架鎳催化劑相比，納米鎳粉催化劑使硝基化合物加氫反應速率大大提高。
發明內容
本發明提供一種用於鄰硝基苯胺催化加氫製備鄰苯二胺的新型催化劑一納米鎳的製備方法，具體是一種能使鄰苯二胺製備效率提高、收率提高的新型催化劑一納米鎳的製備方法。為了解決以上技術問題，本發明的一種加氫生產鄰苯二胺催化劑一納米鎳的製備方法，其特徵在於採用溶液化學還原法，具體技術方案如下
(1)將鎳的金屬鹽和有機溶劑配成溶液。鎳的金屬鹽如硝酸鎳、氯化鎳、醋酸鎳等，有機溶劑如乙二醇、丙二醇等；
(2)將水合肼加入步驟I所得溶液中進行還原，用氫氧化鈉溶液調溶液PH值為9-11；所述溶液的PH值優選為10 ；
(3)將步驟2所得溶液在水浴40-80°C下，快速攪拌6h，得黑色溶液；
(4)將步驟3所得溶液降溫冷卻、過濾、水洗三次後加入少量丙酮分散，得黑色高分散的球狀納米鎳催化劑。進一步地，所述步驟(I)中所用鎳的金屬鹽包括硝酸鎳、氯化鎳、醋酸鎳中的一種。進一步地，所述步驟(I)中所述的有機溶劑為乙二醇或丙二醇。進一步地,所述步驟(2)中所述用氫氧化鈉溶液調溶液PH值為10。進一步地，所述步驟(2)中所用水浴溫度為60°C。進一步地，其特徵在於所述鎳金屬鹽水合肼=1:1-2的摩爾比。本發明的優點自製的納米鎳催化劑具有分散度高、粒子大小可控、催化活性高、成本低、利於大規模生產等優點。用於加氫生產鄰苯二胺反應中，使得反應時間縮短為lh，收率高達99. 9%。
附圖I為球狀納米鎳的XRD圖譜。具體實施方法
實施例I
稱取290 g硝酸鎳，加入帶有攪拌的三口燒瓶中，然後加入600 mL乙二醇，攪拌使之充分溶解，得綠色溶液。再將20 g水合肼緩慢滴加至三口瓶中，然後用I mol\L的氫氧化鈉溶液，調溶液PH值為10，在水浴60°C下，快速攪拌6 h，得黑色溶液。降溫冷卻、過濾、水洗三次後加入300 mL丙酮分散，得黑色納米鎳催化劑記為A，其催化劑A的粒子大小如圖I所示，圖I為XRD譜圖數據,根據Debye-Scherrer公式計算得納米粒子晶粒的大小為10nm。實施例2
如同實施例I所述，溶液PH值為9，所制納米鎳催化劑記為B，經XRD譜圖數據顯示，其催化劑B的粒子大小為9. 2nm。實施例3
如同實施例I所述，溶液PH值為11，所制納米鎳催化劑記為C經XRD譜圖數據顯示，其催化劑C的粒子大小為14nm。應用實施例I
取鄰硝基苯胺500 g，甲醇1000 g，催化劑A 25 g，2. O MPa，60°C反應，至壓力不變(約I h)，取樣，濾除催化劑，蒸除甲醇，鄰苯二胺收率為99. 9%。應用實施例2
如同應用實施例I所述，催化劑B 25g，鄰苯二胺收率為98. 7%。應用實施例3
如同應用實施例I所述，催化劑C 25g，鄰苯二胺收率為97. 6%。應用實施例4
取鄰硝基苯胺500 g，甲醇1000 g，骨架鎳催化劑25 g，2. O MPa，60°C反應，至壓力不變(約5 h)，濾除催化劑，蒸除甲醇，氣相分析鄰苯二胺收率為96. 5%。綜上所述，與骨架鎳催化劑相比，納米鎳催化劑顆粒均在納米級，屬高分散體系，反應活性高，不但將鄰苯二胺的收率提高至99. 9%，還使得反應時間縮短了 4h。
權利要求
1.一種加氫生產鄰苯二胺催化劑一納米鎳的製備方法，其特徵在於採用溶液化學還原法，包括以下步驟 (1)將鎳的金屬鹽和有機溶劑配成溶液；(2)將水合肼加入步驟I所得溶液中進行還原，用氫氧化鈉溶液調溶液PH值為9-11； (3)將步驟2所得溶液在水浴40-80°C下，快速攪拌6h，得黑色溶液； (4)將步驟3所得溶液降溫冷卻、過濾、水洗三次後加入丙酮分散，得黑色高分散的納米鎳催化劑。
2.根據權利要求I所述的加氫生產鄰苯二胺催化劑一納米鎳的製備方法，其特徵在於步驟(I)中所用鎳的金屬鹽包括硝酸鎳、氯化鎳、醋酸鎳中的一種。
3.根據權利要求I所述的加氫生產鄰苯二胺催化劑一納米鎳的製備方法，其特徵在於步驟(I)中所述的有機溶劑為乙二醇或丙二醇。
4.根據權利要求I所述的加氫生產鄰苯二胺催化劑一納米鎳的製備方法，其特徵在於步驟(2)中所述用氫氧化鈉溶液調溶液PH值為10。
5.根據權利要求I所述的加氫生產鄰苯二胺催化劑一納米鎳的製備方法，其特徵在於步驟(2)中所用水浴溫度為60°C。
6.根據權利要求I所述的加氫生產鄰苯二胺催化劑一納米鎳的製備方法，其特徵在於所述鎳金屬鹽水合肼=1:1-2的摩爾比。
全文摘要
本發明主要公開了一種加氫生產鄰苯二胺催化劑—納米鎳的製備方法，其特徵在於(1)將鎳的金屬鹽和有機溶劑配成溶液。鎳的金屬鹽如硝酸鎳、氯化鎳、醋酸鎳等，有機溶劑如乙二醇、丙二醇等；(2)將水合肼加入步驟1所得溶液中進行還原，用氫氧化鈉溶液調溶液pH值為9-11；(3)將步驟2所得溶液在水浴40-80℃下，快速攪拌6h，得黑色溶液；(4)將步驟3所得溶液降溫冷卻、過濾、水洗三次後加入少量丙酮分散，得黑色高分散的球狀納米鎳催化劑。本發明的優點自製的納米鎳催化劑具有分散度高、粒子大小可控、催化活性高、成本低、利於大規模生產等優點。用於加氫生產鄰苯二胺反應中，使得反應時間縮短為1h，收率高達99.9%。
文檔編號C07C209/36GK102631924SQ201110059900
公開日2012年8月15日 申請日期2011年3月14日 優先權日2011年3月14日
發明者袁紅霞, 邱志剛, 雍成松 申請人:江蘇康恆化工有限公司