[发明专利]一种高比表面积的负载型催化剂的制备方法及其在对硝基苯胺合成中的应用

说明书

本发明公开了一种高比表面积的负载型催化剂的制备方法，包括以下步骤：将多孔纳米氧化硅分散在去离子水中，然后冰水浴条件下加入苯胺单体，混合均匀后加入过硫酸铵溶液，搅拌反应，反应结束后将反应液过滤，并采用去离子水洗涤沉淀，干燥，干燥后的固体置于马弗炉内惰性气氛下煅烧处理，制得氮掺杂碳层包覆的纳米氧化硅；将上述制得氮掺杂碳层包覆的纳米氧化硅加入到相转移催化剂的分散液中，吸附处理，之后干燥，得到高比表面积的负载型催化剂。本发明制得的负载型催化剂比表面积大，催化活性高，用于对硝基苯胺合成时在很大程度上改善了目标产品的收率和纯度，且催化剂用量少，便于回收，大大提高了产品的生产成本。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种高比表面积的负载型催化剂的制备方法及其在对硝基苯胺合成中的应用。

背景技术

对硝基苯胺是染料、农药、抗氧化剂等领域中极为重要的有机合成中间体，可直接合成邻氯对硝基苯胺、2，6－二氯对硝基苯胺、对苯二胺、氯硝胺等等，进一步用于制造偶氮染料，如直接墨绿B、酸性媒介棕G、酸性黑10B等。

目前，国内生产对硝基苯胺的方法主要是对硝基氯苯的胺化法。对硝基氯苯和浓液氨在搅拌釜中，在140－180℃、3.7－5.5MPa、液氨大大过量的条件下反应15－20h，结晶过滤得到对硝基苯胺。该工艺主要存在生产效率低、产品质量不稳定、设备放大的可靠性差等问题。有文献指出，可以引入相转移催化剂等方法来提高生产效率，该方法虽然在很大程度上提高了产品的收率，但是催化剂分离不便，且使用量大，增加了产品的制备成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种高比表面积的负载型催化剂的制备方法及其在对硝基苯胺合成中的应用，本发明制得的负载型催化剂比表面积大，催化活性高，在很大程度上改善了目标产品的收率和纯度，且催化剂用量少，便于回收，大大提高了产品的生产成本。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种高比表面积的负载型催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将多孔纳米氧化硅分散在去离子水中，然后冰水浴条件下加入苯胺单体，混合均匀后加入过硫酸铵溶液，搅拌反应，反应结束后将反应液过滤，并采用去离子水洗涤沉淀，干燥，干燥后的固体置于马弗炉内惰性气氛下煅烧处理，制得氮掺杂碳层包覆的纳米氧化硅；

(2)将上述制得氮掺杂碳层包覆的纳米氧化硅加入到相转移催化剂的分散液中，吸附处理，之后干燥，得到高比表面积的负载型催化剂。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述过硫酸铵溶液的浓度为1mol/L，所述纳米氧化硅、苯胺单体、过硫酸铵溶液的用量比为1g：(7－8)ml：50ml。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述搅拌反应的时间为7－8h，所述搅拌反应的转速为3000－5000rpm。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，煅烧处理时，首先以4－5℃/min的速率升温至500℃，保温2h，然后以1℃/min的速率升温至8h，保温2－3h。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述相转移催化剂为四丁基氯化铵。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述相转移催化剂的分散液的浓度为0.15g/ml，所述氮掺杂碳层包覆的纳米氧化硅、相转移催化剂的分散液的用量比为5：10－15ml。

作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述吸附处理的时间为10－15h；所述干燥的温度为80－100℃，干燥时间为10－20h。

为了更好的解决上述技术问题，本发明还提供了如下技术方案：