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专利号: 2015105936614
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种钯/碱金属化合物负载型催化剂,其特征在于,所述催化剂由载体和负载在载体上的活性组分组成,所述载体为活性炭,所述活性组分为单质钯和碱金属化合物,基于载体活性炭的质量,单质钯的负载量为0.25wt%~15.0wt%,碱金属化合物中碱金属元素的理论负载量为0.01wt%~5.0wt%;所述碱金属化合物中的碱金属元素为锂、钠、钾、铯中的一种或任意两种以任意比例的组合,所述碱金属化合物为碱金属的氢氧化物、氯化物、碳酸盐、磷酸盐或硝酸盐。

2.如权利要求1所述的钯/碱金属化合物负载型催化剂,其特征在于,所述载体活性炭

2

灰份为0.01wt%~5wt%,比表面积为500~2000m/g,孔容为0.4~1.5mL/g;所述活性炭的材质为椰壳、木质或煤质;所述单质钯的粒径为0.5~15nm。

3.如权利要求1所述的钯/碱金属化合物负载型催化剂,其特征在于,所述单质钯的负载量为0.5wt%~10.0wt%,所述碱金属化合物中碱金属元素的理论负载量为0.05wt%~

4.5wt%。

4.如权利要求1所述的钯/碱金属化合物负载型催化剂,其特征在于,所述碱金属化合物为氢氧化钠、氯化钠、碳酸钠、磷酸钠、硝酸钠、氢氧化钾、氯化钾、碳酸钾、磷酸钾、硝酸钾、氢氧化锂、氯化锂、硝酸锂、氢氧化铯、氯化铯、碳酸铯、硝酸铯中的一种或任意两种以任意比例的混合物。

5.一种如权利要求1所述的钯/碱金属化合物负载型催化剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法按如下步骤进行:(a)取活性炭进行干燥脱水;

(b)以氯化钯或硝酸钯为钯源配制钯液;以氯化钯为钯源的配制方法为:先将氯化钯溶于浓盐酸溶液中,再用去离子水稀释,最后调节pH值为0.0~2.0,即得钯液A;以硝酸钯为钯源的配制方法为:将硝酸钯溶于去离子水中,调节pH值为0.0~2.0,即得钯液B;

(c)将经过步骤(a)干燥脱水的活性炭浸没于步骤(b)得到的钯液A或钯液B中,在

1.0~100℃下搅拌浸渍1~10h后,调节pH值为8~10,再加入还原剂于30~80℃下进行还原反应1~10h,之后反应体系过滤,滤饼用去离子水洗涤至中性后干燥,得到单质钯负载的活性炭;

所述钯液A或钯液B的体积用量以干燥脱水后活性炭的质量计为2~10mL/g;所述钯液A或钯液B中钯金属元素的理论质量是干燥脱水后活性炭质量的0.25%~15.0%;所述还原剂为氢气、水合肼、甲醛、甲酸、抗坏血酸、乙二醇、乙醇或葡萄糖;当还原剂为氢气时,所述还原反应在氢气压力为0.01~1.0MPa下进行;当还原剂为水合肼、甲醛、甲酸、抗坏血酸、乙二醇、乙醇或葡萄糖时,所述还原剂的物质的量是钯液A或钯液B中钯金属元素的理论物质的量的1.0~15倍;

(d)将碱金属化合物溶于水中配制成碱金属化合物的水溶液,将所得碱金属化合物的水溶液与步骤(c)得到的单质钯负载的活性炭在5~50℃下进行等体积浸渍0.5~10h,之后直接进行真空干燥,得到所述的钯/碱金属化合物负载型催化剂;

所述碱金属化合物的水溶液中碱金属元素的理论质量是步骤(a)中干燥脱水后活性炭质量的0.01%~5.0%。

6.如权利要求1所述钯/碱金属化合物负载型催化剂在单一卤代芳香硝基化合物、单一芳香硝基化合物,或者卤代芳香硝基化合物和芳香硝基化合物共混体系的催化加氢反应中的应用。

7.如权利要求6所述的应用,其特征在于,所述应用的方法为:将底物式(I)所示化合物和权利要求1所述钯/碱金属化合物负载型催化剂投入高压加氢反应釜内,密闭反应釜,用氢气置换空气后开启搅拌,在温度为40~200℃、氢气压力为0.1~3.0MPa的条件下进行催化加氢反应;反应过程中,通过取样进行色谱分析以监测反应进程,当底物转化率达到

100%时停止反应,之后加氢液经后处理得到产物式(II)所示化合物;

所述底物为式(I)所示化合物中的一种或两种以上任意比例的混合物;

式(I)或式(II)中,R1、R2、R3、R4、R5各自独立为H、Cl、F、CH3、CH2CH3、NO2、NH2、OCH3、OCH2CH3、C6H5、COOCH3或C6ClxH5-x,其中,x为1、2、3、4或5。

8.如权利要求7所述的应用,其特征在于,所述催化加氢反应在溶剂中进行,所述溶剂为甲醇、乙醇、水、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇中的一种或两种以上任意比例的混合溶剂,所述溶剂的体积用量以底物式(I)所示化合物的质量计为0.5~15mL/g。

9.如权利要求7所述的应用,其特征在于,所述底物式(I)所示化合物与钯/碱金属化合物负载型催化剂的投料质量比为100:0.1~4。

10.如权利要求7所述的应用,其特征在于,催化加氢反应温度为45~160℃,氢气压力为0.2~2.5MPa。