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一种氮化硼负载钯金锡液态合金催化剂及其制备方法和应用


技术摘要:
本发明提供了一种氮化硼负载钯金锡液态合金催化剂及其制备方法和应用,属于催化剂技术领域。本发明提供的氮化硼负载钯金锡液态合金催化剂,包括氮化硼和负载在所述氮化硼表面的活性组分;所述活性组分包括钯金锡液态合金。本发明以钯金锡液态合金作为活性组分,以氮化  全部
背景技术:
对氨基苯乙烯是高价值的医药、染料、除草剂和其他精细化学品的中间体。工业上 生产对氨基苯乙烯主要是通过对硝基苯乙烯的选择性加氢,常用的催化剂是贵金属,但是 贵金属催化剂会引起对硝基苯乙烯过渡加氢,使硝基氢化的选择性不强。 为了解决上述问题,研究者在贵金属催化剂中加入无机添加剂(例如H3PO2)、有机 配体(例如离子液体),或者是将贵金属负载在载体上。其中,加入无机添加剂和有机配体可 以毒化或者覆盖催化剂的活性位点,虽然催化效果提高,但配体覆盖的逐渐降解,降低了催 化剂的催化活性。载体上负载贵金属的催化剂主要利用金属与载体之间的相互作用来提高 硝基氢化的选择性,使贵金属与载体中的金属形成合金,从而提高催化剂的活性,例如Pt/ FeOx(Green  Chem .2016 ,18 ,1332-1338 .),Ag/Al2O3(J .Catal .,2010)和Pt/TiO2 (J.Supercritical  Fluids.2011,60,106-112.),等催化剂能够增加氨基的选择性和催化 剂的稳定性。然而,上述催化剂对于对硝基苯乙烯转化率和氨基苯乙烯选择性仍然不太理 想。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种氮化硼负载钯金锡液态合金催化剂及其制备方法和 应用,本发明提供的氮化硼负载钯金锡液态合金催化剂对硝基苯乙烯转化率高且对氨基苯 乙烯选择性高。 为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案: 本发明提供了一种氮化硼负载钯金锡液态合金催化剂,包括氮化硼和负载在所述 氮化硼表面的活性组分;所述活性组分包括钯金锡液态合金。 优选的,所述活性组分的负载量为0.5~7.6wt.%。 本发明提供了上述技术方案所述氮化硼负载钯金锡液态合金催化剂的制备方法, 括以下步骤: 将水溶性钯源、水溶性金源、水溶性锡源和水混合,将所得混合溶液与氮化硼混 合,进行浸渍后干燥,得到催化剂前驱体; 在保护气氛下,将所述催化剂前驱体煅烧后进行还原反应,得到氮化硼负载钯金 锡液态合金催化剂。 优选的,所述水溶性钯源、水溶性金源和水溶性锡源的质量分别以钯、金和锡的质 量计,所述水溶性钯源、水溶性金源和水溶性锡源的质量比为(1~100):(1~6):(3~60); 所述水溶性钯源和载体的质量比为(0.001~0.1):1。 优选的,所述水溶性钯源包括氯化钯、醋酸钯、氯钯酸钠、硝酸钯、乙酰丙酮钯或四 3 CN 111569926 A 说 明 书 2/7 页 氯钯酸铵。 优选的,所述水溶性金源包括氯金酸,乙酸金,氯化金钾,溴化金或四氯金酸三水 合物。 优选的,所述水溶性锡源包括氯化亚锡二水合物、四氯化锡、锡酸钠、四苯基锡、乙 酰丙酮氯化锡、硫酸亚锡或乙醇锡。 优选的,所述煅烧的温度为400~1200℃,时间为1~7h。 优选的,所述还原反应为气体还原,所述气体还原用的还原性气体包括氢气、甲 烷、硫化氢和氨气中的一种或几种; 所述还原反应的温度为100~600℃,时间为2~4h。 本发明还提供了上述技术方案所述氮化硼负载钯金锡液态合金催化剂或上述技 术方案所述制备方法制备的氮化硼负载钯金锡液态合金催化剂在对硝基苯乙烯加氢制备 对氨基苯乙烯中的应用。 本发明提供了一种氮化硼负载钯金锡液态合金催化剂,包括氮化硼和负载在所述 氮化硼表面的活性组分;所述活性组分包括钯金锡液态合金。本发明以钯、金和锡液态合金 作为活性组分,钯原子、金原子和锡原子之间形成很强的金属键,使钯、金和锡不会发生团 聚,能够得到均一的、高度分散的活性中心,从而提高催化剂的催化活性。本发明利用的氮 化硼载体能够提高与钯金锡液态合金的结合力和分散性,进一步增加催化剂的催化活性和 稳定性。本发明提供的氮化硼负载钯金锡液态合金催化剂中的金属以钯金锡液态合金形式 存在,利于对硝基的吸附而不利于吸附乙烯基,因而对乙烯基双键加氢催化活性较低,对硝 基苯乙烯高选择性加氢生成对氨基苯乙烯的催化活性高;而且本发明提供的催化剂在对硝 基苯乙烯加氢制备对氨基苯乙烯过程中形成自我保护氧化层液膜,能够避免钯、金和锡发 生团聚,还能够减少对于对硝基苯乙烯中的乙烯基的吸附,提高了催化剂的稳定性和选择 性,对于对硝基苯乙烯转化率和对氨基苯乙烯选择性均很高。实施例测试结果表明,本发明 提供的氮化硼负载钯金锡液态合金催化剂应用于对硝基苯乙烯加氢制备对氨基苯乙烯,对 硝基苯乙烯的转化率为91.6~98.8%,对氨基苯乙烯的选择性为88.8~98.9%,表明,本发 明提供的氮化硼负载钯金锡液态合金催化剂对于对硝基苯乙烯加氢制备对氨基苯乙烯的 催化效果优异。 本发明提供了所述氮化硼负载钯金锡液态合金催化剂的制备方法,操作简单,原 料成本低廉,以水为溶剂,降低了甲苯等有害溶剂对环境造成的污染,适宜工业化生产。 附图说明 图1为实施例1制备的氮化硼负载钯金锡液态合金催化剂的TEM图; 图2为实施例1~5和对比例1~2制备的催化剂对于对硝基苯乙烯加氢制备对氨基 苯乙烯的催化效果图。
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