[发明专利]一种类水滑石催化剂、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及催化剂技术领域，特别涉及一种类水滑石催化剂、制备方法及其应用。本发明所述的类水滑石催化剂包括载体以及负载在载体上的活性组分，所述载体为镍‑锌‑铁水滑石，所述活性组分选自铂或钌中的一种或两种。本发明所述的催化剂具有独特的形貌特征，所得到的催化剂可以使用多次，在催化卤代硝基苯加氢反应中具有极好的催化活性，可以使反应在无溶剂条件下进行反应，反应的投料比高，反应温度适中。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别涉及一种类水滑石催化剂、制备方法及其应用。

背景技术

卤代苯胺类化工原料作为一种广泛用于农业、畜牧业、医疗行业的重要化工中间体，其需求量也逐年攀升。现在工业上制备卤代苯胺的主要的制备方法其都有着不同的问题，其中现在使用较为广泛的催化加氢还原法，但是由于催化剂的选择性吸附的问题，导致游离态的氢会进攻炭卤键导致脱卤，从而与氢反应生成具有腐蚀性的氯化氢，对设备及管路造成腐蚀，因此，无溶剂加氢现在越来越成为卤代芳胺加氢的趋势。

铂系金属包括铂(Pt)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、钌(Ru)、铑(Rh)，由于铂系金属的优异的析氢性能使得铂系金属在催化加氢领域有着极为广泛的运用，其中铂基催化剂由于其在选择性加氢领域表现出来的良好的催化活性以及较高的选择性，使得其在卤代硝基苯加氢领域的应用较多，现在工业上最常用的铂系催化剂就是负载量由1％-5％铂碳催化剂，但是由于疫情导致贵金属价格上涨，使得催化剂价格也跟着水涨船高，并且由于碳催化剂在较高的温度下易损耗，并且机械强度低导致催化剂与样品难以分离，所以人们的目光也在于寻找负载量更低以及分离简便的催化剂上。

类水滑石类材料作为一种层状多金属氢氧化物，得益于其特殊的结构以及水滑石的层板的金属及层间阴离子可调变性，在催化领域一直有着极为广泛的运用。并且由于其本身层板是由金属离子构成，使得其有着很强的SMSI效应(金属-载体强相互作用)。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种类水滑石催化剂，该催化剂是一种具有良好的催化活性的无溶剂催化剂，以极低的负载量兼具极好的选择性。解决了在无溶剂催化卤代硝基苯加氢中脱卤的问题，解决了低含量贵金属的加氢活性过低的问题，以及无溶剂法需要高温的问题。

为了实现上述目的，本发明具体采用如下技术方案：

一种类水滑石催化剂，所述的类水滑石催化剂包括载体以及负载在载体上的活性组分，所述载体为镍-锌-铁水滑石，所述活性组分选自铂系金属中的一种或多种。所述铂系金属包括铂(Pt)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、钌(Ru)、铑(Rh)。

前述所述的类水滑石催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备镍-锌-铁水滑石：将金属镍、锌、铁的硝酸盐按比例配置成混合盐溶液；将碳酸钠及氢氧化钠按比例配置为碱溶液；然后采用共沉淀法或水热合成法制备得到镍-锌-铁水滑石；此处的硝酸盐包括金属的硝酸盐或其水合物；

(2)碱洗：将步骤(1)得到的镍-锌-铁水滑石放入2mol/L-5mol/L的氢氧化钠溶液中搅拌10min～50min，过滤、水洗、烘干，得到Ni-Zn-Fe-LDH-A；此处的A代表碱洗的氢氧化钠溶液的浓度，例如当碱洗的氢氧化钠溶液的浓度为5mol/L时，则为Ni-Zn-Fe-LDH-5mol/L。

(3)负载活性组分：采用超声浸渍法负载活性组分，得到活性组分-Ni-Zn-Fe-LDH-A；

(4)还原：将步骤(3)得到的活性组分-Ni-Zn-Fe-LDH-A用还原性溶液进行还原，得到目标类水滑石催化剂；所述还原性溶液选自硼氢化钾、硼氢化钠或抗坏血酸。

优选的，所述步骤(1)中所述的混合盐溶液中，镍的硝酸盐的浓度为0.9mol/L～1.1mol/L，锌的硝酸盐的浓度为0.18mol/L～0.22mol/L，铁的硝酸盐的浓度为0.36mol/L～0.44mol/L。