[发明专利]陶瓷催化剂在硼氢化钠还原对硝基苯酚反应中的复活方法

说明书

技术领域

本发明涉及贵金属催化剂回收，尤其关于陶瓷催化剂在硼氢化钠还原对硝基苯酚反应中的复活方法。 

背景技术

近年来贵金属被广泛应用于催化剂的制造，在很多用途中贵金属催化剂能够为反应提供必要的催化活性、选择性和稳定性，但其中铂族金属像（Pt、Pd、Rh）可以被广泛应用于加氢、氧化、脱氢、氢解、氨合成、甲醇合成等反应，其中以Pt和Rh应用最为广泛；它们的d电子轨道都未填满，表面易吸附反应物，利于形成中间“活性化合物”，具有较高的催化活性，同时还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，成为最重要的催化剂材料[1]。但由于贵金属储量有限、产量低、价格高，而且催化剂需要高额的初期投资，因此有效的回收贵金属催化剂非常重要[2]。金属纳米催化剂颗粒小，表面能高，容易发生团聚；虽然将催化剂负载到载体表面可以起物理阻隔作用，可以一定程度上防止颗粒在反应液中催化的过程团聚，但是如何有效的回收贵金属催化剂以及增加其循环利用的稳定性是亟待解决的问题。（[1]彭红建，谢佑卿，陶辉锦.金属R的电子结构和物理性质[J].材料导报，2005，19(9): 121一123. [2]黄继承. 从废载体催化剂中回收提炼高纯铂[J]. 再生资源研究, 2000(3): 24-25.）。

目前，回收铂等贵金属催化剂的方法有好多，总体可归纳为以下5种[3]：①载体溶解法、②选择性溶解法、③全溶法、④火法熔炼、⑤燃烧法。这些方法大多流程长、成本高、回收率低而且回收过程中会产生大量废液。（[3] 杨志平, 李庸华, 唐宝彬. 从废催化剂中回收铂徕的工艺研究 [J]. 湿法冶金,1999(2) :9-13.）。

鉴于上述问题，本发明克服了上述所有技术中存在的缺陷，提供一种没有废液产生且环保成本很低的回收方法。 

发明内容

解决的技术问题：本发明的目的是提供一种陶瓷催化剂在硼氢化钠还原对硝基苯酚反应中的复活方法，有效的回收了反应中的催化剂体。

技术方案：陶瓷催化剂在硼氢化钠还原对硝基苯酚反应中的复活方法，当在陶瓷催化剂体存在下进行NaBH₄还原对硝基苯酚反应完毕后，回收陶瓷催化剂体；然后向反应体系中加入还原剂使陶瓷载体中的α﹣Fe₂O₃被还原为强磁性的物质；在外加磁场作用下，将溶液中的陶瓷催化剂体吸出，最后将具有磁性的陶瓷催化剂氧化为最初的陶瓷催化剂体，多次循环利用。

所述陶瓷催化剂体包括陶瓷载体和载体表面的催化剂。

所述陶瓷载体中的一种物质包括α﹣Fe₂O₃纳米纤维。

所述陶瓷载体包括还原氧化石墨烯。

所述陶瓷载体中α﹣Fe₂O₃与还原氧化石墨烯的质量比为20-1。

所述载体表面的催化剂为贵金属纳米颗粒Pt、Pd、Rh或Ag。

所述陶瓷载体中载体与贵金属的质量比为100-1。

所述反应混合液中，对硝基苯酚与NaBH₄其质量比为200-1。

所述反应混合液中，对硝基苯酚与陶瓷催化剂体的质量比为1-10。

所述氧化方法为200-300℃加热且通氧气。

本实验中将陶瓷载体中的金属氧化物α﹣Fe₂O₃还原为磁性物质Fe₃O₄的过程中不会影响Pt纳米颗粒的大小及催化效果；所使用的还原剂为NaBH₄，因为模型反应使用的催化剂为NaBH₄，再次使用NaBH₄作为还原剂不会有杂质引入。

有益效果：本发明方法简单、回收率高、成本低且环保无污染物产生。同时该陶瓷催化剂体可以制成滤膜催化剂，将此滤膜装在合适的滤头之间，使反应液缓慢的通过催化剂体的滤膜，反应液也缓慢的被催化。此滤膜催化效果明显，操作简单，成本低，可以将此滤膜应用于污水、废水的处理等。 

附图说明

图1是催化剂回收示意图；

图2是 Fe₃O₄的磁滞回线图；

图3是陶瓷催化剂体的TEM图谱；

图4是陶瓷催化剂体循环催化对硝基苯酚的催化速率图谱，曲线的斜率代表反应速率常数。 

具体实施方式