[发明专利]一种MoS2

说明书

本发明涉及一种MoS₂微米花在催化硝基苯加氢制苯胺反应中的应用，具体的说是通过MoS₂微米花可高效催化硝基苯制苯胺。本发明所述的MoS₂微米花是以Na₂MoO₄·2H₂O、铜试剂(C₅H₁₀NS₂Na·3H₂O)为前驱体，通过水热方法合成的，能够有效催化硝基苯加氢制苯胺，选择性为100％，无副产物产生。

技术领域

本发明涉及MoS₂微米花及其在催化硝基苯加氢反应中的应用，属于催化剂的制备与应用领域。

背景技术

苯胺又称阿尼林油、氨基苯，在室温下为无色油状液体。苯胺是有机化工过程特别是精细化工过程中的重要原料和中间体，广泛应用于聚氨酯、医药、农药、染料、香料、橡胶等领域。目前,工业上通常采用硝基苯铁粉还原法、苯酚氨解法、硝基苯催化加氢还原法生产苯胺。其中化工工艺成本高、环境污染严重限制了硝基苯铁粉还原法、苯酚氨解法的使用，硝基苯催化氢化法以清洁H₂为氢源，具有原料成本低、工序少、收率高、环境友好等优点，成为苯胺主要的合成方法。

硝基苯催化加氢制备苯胺主要方法有：硝基苯气相加氢和硝基苯液相加氢。其中气相加氢法是将硝基苯原料气化后与H₂混合，通过装有催化剂的固定床或流化床反应器，在200-300 ℃，2-4MPa H₂下进行加氢还原生成苯胺和水蒸气，再经冷凝、分离、脱水及精馏而得到苯胺，该工艺具有技术成熟、操作简单、维修费用低、不需要分离催化剂及产品质量好等优点，但反应过程需要压力较高，易发生局部过热而引起副反应和催化剂失活。另一类硝基苯液相催化加氢在100-200℃，0.5-3.0MPa压力下，采用催化剂，在无水条件下硝基苯进行加氢反应生成苯胺。硝基苯液相催化加氢工艺的优点是反应温度较低，副反应少，催化剂寿命长。从环境友好和反应效率的角度考虑，硝基苯液相催化加氢的研究具有重要的应用价值，而且还有助于对硝基苯苯加氢制备苯胺反应机理的认识。

目前，能够有效催化硝基苯加氢制苯胺的固体催化剂主要是贵重金属体系和Ni基催化剂体系。例如：Serp等报道C₆₀负载的Ru催化剂在80℃，3MPa H₂下反应20h，硝基苯转化率为 100％，苯胺选择性为96％(P.Serp,et al.,ACS Catal.,2016,6,6018-6024)。Mizukoshi等报道石墨烯负载的Pd催化剂在25℃，1MPa H₂下反应5h，硝基苯转化率为100％，苯胺选择性为 100％(Y.Mizukoshi,et al.,Mater.Lett.,2017,199,24–27)。Sun等报道CoNi双金属催化剂在 120℃，3MPa H₂下反应6h，硝基苯为100％，苯胺选择性为100％(Y.Sun,et al.,Nanoscale,2016, 8,3949-3953)。Qiu等报道C负载的Ni催化剂在140℃，2MPa H₂下反应2h，硝基苯转化率为 73％，苯胺选择性为96.9％(J.Qiu,et al.,Phys.Chem.Chem.Phys.,2015,17,145-150)。

尽管这些负载型金属催化剂可高效催化硝基苯加氢制备苯胺，但贵金属价格昂贵，储量有限，且需求量逐年增加，而Ni基催化剂中活性物种Ni需要通过高温(400℃)还原含Ni 前驱体获得，因此寻找非贵金属且合成路径简单有效的催化剂是硝基苯加氢制苯胺反应的研究热点。过渡金属硫化物特别是MoS₂作为一类新催化材料引起了人们的关注，在某些加氢、脱氢反应中表现出优异的催化性能，但以用H₂为氢源，硝基苯加氢制备苯胺体系中还研究的较少。因此，研究MoS₂催化剂的制备及结构调控，使其能够高活性高选择性的催化硝基苯生成苯胺，具有潜在的实用价值。

发明内容：