[发明专利]掺杂α-三氧化二铁及其制备方法和在加氢反应中的应用

说明书

本发明提供了一种掺杂α‑三氧化二铁及其制备方法和在加氢反应中的应用，涉及加氢技术领域，所述掺杂α‑Fe₂O₃包括3d过渡金属掺杂的α‑Fe₂O₃。利用3d过渡金属掺杂的α‑Fe₂O₃可以实现优异的催化加氢效果，可以应用于固定床，耐高温和高压，实现多种含不同官能团的底物(硝基苯类化合物、多环芳烃、烯烃类、炔烃类和醛羰基类等)加氢，且3d过渡金属掺杂的α‑Fe₂O₃价格较低，不易产生污染。

技术领域

本发明涉及加氢技术领域，尤其是涉及一种掺杂α-三氧化二铁及其制备方法和在加氢反应中的应用。

背景技术

多相催化加氢反应是工业生产中一个重要的步骤，据统计，25％的化工生产中都会涉及至少一步加氢反应，因此加氢反应的效率直接决定了整个生产过程的经济效益，如何设计高效廉价的加氢催化剂是该领域研究的重点。研究表明，在加氢反应中，氢气的解离、脱附是决定加氢反应速率的关键因素。常见的加氢催化剂主要是以还原态的钯、铂等贵金属及合金为主要活性组分，而贵金属昂贵的价格和稀有的储量也限制了该类催化剂的规模使用。更重要的是在一些精细化工和制药工业中，贵金属催化剂的使用会造成贵金属污染，对化学品的分离和提纯不利。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供掺杂α-Fe₂O₃(α-三氧化二铁)在加氢中的应用，利用3d过渡金属掺杂的α-Fe₂O₃可以实现优异的催化加氢效果，可以应用于固定床，耐高温和高压，可以实现多种含不同官能团的底物(硝基苯类化合物、多环芳烃、烯烃类、炔烃类和醛羰基类等)加氢，且3d过渡金属掺杂的α-Fe₂O₃价格较低，不易产生污染。

本发明提供了掺杂α-Fe₂O₃在加氢中的应用，所述掺杂α-Fe₂O₃包括3d过渡金属掺杂的α-Fe₂O₃。

进一步地，所述3d过渡金属包括Mn、Cr、Co、Ni、Cu和Zn中的至少一种。

进一步地，所述3d过渡金属为Zn。

进一步地，掺杂α-Fe₂O₃中的所述3d过渡金属与铁元素的摩尔比为(0-0.5)：1。

进一步地，所述加氢包括对含有羰基、碳碳双键、碳碳三键、硝基以及芳烃中的至少一种的底物进行加氢。

进一步地，所述底物包括硝基苯、苯甲醛、苯乙烯、苯乙炔以及甲苯中的至少一种。

进一步地，所述加氢的压力为8-12bar；

优选地，所述加氢的温度为90-450℃。

一种掺杂α-Fe₂O₃，包括3d过渡金属掺杂的α-Fe₂O₃，掺杂α-Fe₂O₃中的所述3d过渡金属与铁元素的摩尔比为(0-0.5)：1。

进一步地，所述3d过渡金属包括Co、Ni、Cu和Zn中的至少一种，优选为Zn。

一种前面所述的掺杂α-Fe₂O₃的制备方法，包括：

将3d过渡金属掺杂至α-Fe₂O₃中；