[发明专利]一种还原对硝基苯酚用的催化剂及其制备方法和应用

说明书

一种还原对硝基苯酚用的催化剂及其制备方法和应用，该方法是以L‑抗坏血酸、五水硝酸铋为原料，以氯化钾为助剂，经煅烧后直接得到还原对硝基苯酚用的催化剂。具体过程是将计量后的L‑抗坏血酸、五水硝酸铋和氯化钾研磨均匀后，将得到的固体混合物转移到带盖坩埚中，再将坩埚放入马弗炉中煅烧，马弗炉先以1～5℃/min的速率升温至180～200℃，保温1h，再以5～10℃/min的速率升温至300～500℃，保温1～3h，自然冷却后，水洗、干燥得到还原对硝基苯酚用的催化剂。该方法可简化工艺过程、降低生产成本；制备的还原对硝基苯酚用的催化剂中纳米铋颗粒分散均匀，能有效催化硼氢化钾还原对硝基苯酚。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种还原对硝基苯酚用的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

对硝基苯酚是化工生产中重要的有机合成原料，可用于生产医药、农药、杀虫剂和杀菌剂等。由于对硝基苯酚毒性较大、能溶于水、性质稳定，因此，对硝基苯酚一旦进入环境，会对人和动植物造成危害。对硝基苯酚的还原产物对氨基苯酚的毒性相对较低，且在自然界中容易被降解。以贵金属催化硼氢化钠还原对硝基苯酚的研究较多，常用的贵金属有银、金、铂和钯等。虽然贵金属的活性较好，但其价格较高，难以广泛应用。普通金属钴、铜、铋等也可以作为催化此反应的活性组分，这样可以降低催化剂成本。

单质金属的比表面积较小，不宜单独作为催化剂，一般是将其分散在载体中，制备负载型催化剂。负载型金属催化剂的制备一般分多步进行，首先制备或购买载体，其次用载体负载金属离子，最后用还原剂将金属离子还原为单质。陈瑞芬和刘丽君以纳米碳球为载体先吸附硝酸铋溶液，再用硼氢化钠还原得到铋/碳催化剂(陈瑞芬，刘丽君.武汉纺织大学学报，2016，29(3)：64-67.)。赵士夺、李其明等先用共沉淀法制备四氧化三铁，再用四氧化三铁负载银离子，然后用硼氢化钠或水合肼还原银离子，得到Ag/Fe₃O₄催化剂(赵士夺，李其明，李芳，梁志花，陈安国.应用化工，2017，46(3)：426-429，434)。上述制备催化剂的方法，成本较高，步骤较繁琐。

我国铋资源丰富，储量总计50-60万吨，占世界总储量的70％。铋的毒性很低，是一种“绿色”金属。铋(III)盐也是安全、无毒的，常被设计成环境友好的催化剂。因此，开发一种成本低、工艺简单的制备负载型铋催化剂的方法具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种还原对硝基苯酚用的催化剂及其制备方法和应用，该方法可简化工艺过程、降低生产成本；制备的还原对硝基苯酚用的催化剂能有效催化硼氢化钾还原对硝基苯酚。

为实现上述目的，本发明提供了一种还原对硝基苯酚用的催化剂的制备方法，包括以下步骤：将计量后的L-抗坏血酸、五水硝酸铋和氯化钾研磨均匀后，将得到的固体混合物转移到带盖坩埚中，再将坩埚放入马弗炉中进行焙烧，马弗炉先以1～5℃/min的速率升温至180～200℃，保温0.5～3h，再以5～10℃/min的速率升温至300～500℃，保温1～3h，自然冷却后，水洗、干燥得到还原对硝基苯酚用的催化剂；所述L-抗坏血酸、五水硝酸铋和氯化钾之间的质量比为1：(0.01～0.05)：(5～10)。

优选的，所述L-抗坏血酸、五水硝酸铋和氯化钾之间的质量比为1：0.03：8。

优选的，所述马弗炉先以3℃/min的速率升温至190℃，保温1h，再以8℃/min的速率升温至400℃，保温2h。

一种还原对硝基苯酚用的催化剂，所述催化剂由上述制备方法制备得到。

上述制备方法制备得到的一种还原对硝基苯酚用的催化剂在催化硼氢化钾还原对硝基苯酚中的应用。