[发明专利]一种Ni/Ag/Cu/硅藻土复合催化剂的制备及其应用

说明书

技术领域

   本发明涉及一种Ni/Ag/Cu/硅藻土复合催化剂的制备方法及其应用，属于纳米催化剂制备与催化研究领域。

背景技术

近年来，纳米科学和纳米技术在催化、医药、通讯、生物、环境保护等诸多领域引起了广泛的关注，成为国际上研究和开发最活跃的领域之一。纳米微粒由于尺寸小，表面所占的体积百分数大，表面的键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全等导致表面的活性位置增加，这就使它具备了作为催化剂的基本条件。据报道，与传统金属催化剂相比，纳米金属颗粒，如：钯、铂、铑、钌、金和镍，在催化加氢、催化氧化反应中都展示出较高的催化活性。例如：纳米银(2-4 nm) 催化氧化乙烯制备环氧乙烷的活性是商用银催化剂(30-150 nm)的4倍多；纳米镍(30 nm)催化剂催化环辛二烯加氢生成环辛烯反应时，纳米镍的催化活性是传统骨架镍活性的2-7倍，选择性比骨架镍的高5-10倍。

硝基芳烃的选择催化加氢还原反应是一类重要的有机反应，其相应的产物芳族胺，如烷基，酰基，羟基，硝基和卤族芳香胺化合物，是重要的化学原料和化学中间体，在制药、染料、香料、聚氨酯橡胶、农用化学品和非线性光学材料等领域有着很重要的应用。例如，在医药工业中，对硝基苯酚催化加氢制备的对氨基苯酚是生产止痛药和退热剂的中间体。目前，芳胺化合物的工业生产中，催化加氢法所用催化剂主要为Raney-Ni和Pt、Pd、Ru、Rh等稀贵金属。

金属催化剂，特别是贵重金属，由于价格昂贵，而常将其分散成微小的颗粒附着在高表面积和大孔隙的载体上，这样减少了活性组分的含量，降低了催化剂成本。负载型催化剂具有一定的形状，以及大的活性表面和适宜的孔结构，机械强度也得到增强。为了适应工业上强放（吸）热反应的需要，载体一般应具有较大的热容和良好的导热性，使反应热能迅速传递出去（进来），避免局部过热而引起催化剂的烧结和失活，或设备损坏，还可避免高温下的副反应，从而提高催化剂的选择性。负载型镍催化剂在许多加氢反应中得到应用，如间二硝基苯在Ni/SiO₂液相加氢合成间苯二胺，间二硝基苯转化率和间苯二胺选择性分别达到99.9%和99.6%以上。因此，研究Ni/Ag/Cu/硅藻土负载型复合催化剂选择催化加氢对硝基酚制备对氨基酚，对硝基芳烃的选择催化加氢研究具有重要意义。

发明内容

本发明制备了一种Ni/Ag/Cu/硅藻土负载型复合催化剂，并用于选择催化加氢对硝基酚制备对氨基酚。该催化剂用量少，高活性，高选择性，并具有良好的使用稳定性。

本发明的技术方案如下：

一种Ni/Ag/Cu/硅藻土复合催化剂，以硝酸银、硝酸铜、硝酸酸镍、硅藻土为原料，采用等体积浸渍法制备。

制备步骤为：

（1）称取过200目筛干燥的硅藻土，并测量载体硅藻土的浸渍体积；称取硝酸铜制备硝酸铜水溶液，采用等体积浸渍法将载体硅藻土用硝酸铜水溶液浸渍，室温下搅拌24 h，使得硝酸铜溶液与载体硅藻土充分均匀浸渍；将所得复合物首先在60℃条件下不断搅拌至干燥，然后在110 ℃下干燥12 h，最后在450 ℃下焙烧4 h，研磨过200目筛，最终复合物中铜的负载量为1wt%-10 wt%。

（2）称取硝酸银制备硝酸银水溶液，将步骤（1）所得复合物用硝酸银水溶液浸渍，其中硝酸银水溶液的体积与载体硅藻土的浸渍体积相等，室温下搅拌24 h；在60 ℃不断搅拌至干燥，然后在110 ℃下干燥12 h，最后在450 ℃下焙烧4 h，研磨过200目筛，复合物中银的负载量为1wt%-10 wt %。

（3）称取硝酸镍制备硝酸镍水溶液，将步骤（2）所得复合物用硝酸镍水溶液浸渍，其中硝酸镍水溶液体积与载体硅藻土的浸渍体积相等，室温下搅拌24 h。在60 ℃下不断搅拌至干燥，然后在110 ℃下干燥12 h，最后在450 ℃下焙烧4 h，研磨过200目筛，复合物中镍的负载量为5wt%-20 wt %。