[发明专利]一种钯/银合金纳米催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种钯/银合金纳米催化剂的制备方法及其应用，制备步骤如下：称量一定量的Pd和Ag的金属前驱体，并分别溶于无水乙醇溶液中，搅拌混合后加入有机修饰剂的醇溶液，在30‑60℃下混合搅拌20min，用NaOH乙醇溶液调节反应液pH值，然后待温度升至70℃后，将一定浓度的水合肼/抗坏血酸乙醇溶液逐滴加到上述反应液中，反应4‑8h后，经无水乙醇多次洗涤，真空干燥后，即可制得钯/银合金纳米催化剂。本发明所制备的钯/银纳米合金催化剂用于催化1‑硝基蒽醌加氢制备1‑氨基蒽醌的反应中，显示出高的催化活性和稳定性；且采用钯/银纳米合金催化剂制备1‑氨基蒽醌的方法工艺要求简单，催化剂用量少，绿色环保，适于工业化要求。

技术领域

本发明涉及一种钯/银合金纳米催化剂的制备方法及其应用，属于纳米催化剂研究领域。

背景技术

1-氨基蒽醌主要用于生产蒽醌类染料，是生产溴氨酸、酸性蓝78、分散红RLZ、分散艳红(E-RLN、FB)、还原橄榄(T、B、5G)、还原灰M、活性艳蓝(X-BR、KN-R)等的原料。1-氨基蒽醌还可以用于生产油墨、涂料和颜料，近年来也被用于液晶染料、光降解聚酯的光敏剂。随着我国染料工业的发展，1-氨基蒽醌的需求量很大，2014年国内对蒽醌染料的需求量超过8000t，并以15％-20％的增长率逐年增加，国内市场非常广阔；1-硝基蒽醌制备1-氨基蒽醌主要有蒽醌磺化氨解法、硝化-取代法、蒽醌硝化还原法等。其中蒽醌磺化氨解法是我国最早工业化生产1-氨基蒽醌所使用的方法，但是该法在磺化过程中使用了含汞化合物，易造成汞中毒，且废液处理成本高。近年来，由于生产过程中的环境污染问题，北美、西欧等国家己经对蒽醌类染料中间体、蒽醌类还原和分散染料进行减产或停产，转向发展中国家求购高品质的产品。国内外两个市场对高品质1-氨基蒽醌的需求量非常大且将持续增长，因此，对国内l-氨基蒽醌生产厂家来说，改进或开发新工艺、提高产品质量、降低生产成本、减少环境污染已迫在眉睫。

新兴绿色工艺液相催化加氢法制备1-氨基蒽醌是以对1-硝基蒽醌为原料，在催化剂(Pd、Pd、Co、Rh等)的作用下，低温、低压条件下加氢还原制得1-氨基蒽醌。此法消除了蒽醌磺化氨解法的汞污染，可以得到纯度较高的1-氨基蒽醌，且技术难度比硝化-取代法的路线要低。鉴于1-硝基蒽醌液相催化加氢法制备的1-氨基蒽醌的优点，寻求适宜的催化剂用于此加氢反应尤其重要。商业用雷尼镍催化剂不仅催化硝基加氢为氨基，而且催化苯环加氢导致有副产物产生，降低了产品的纯度。而选用纳米钯银合金纳米催化剂选择催化1-硝基蒽醌合成1-氨基蒽醌时，纳米钯银合金纳米催化剂具有更高的活性与更高的选择性，可以提高产品质量，有利于工艺生产。同时，纳米钯/银合金纳米催化剂选择催化1-硝基蒽醌合成1-氨基蒽醌是绿色化工过程。

发明内容

本发明制备了一种钯/银合金纳米催化剂，并用于催化合成1-氨基蒽醌。该工艺路线简单，无三废产生，绿色环保。同时，催化剂用量少，催化活性高、选择性高，性能稳定。

本发明的技术方案如下：

一种钯/银合金纳米催化剂的制备：以硝酸钯、硝酸银为原料，以水合肼/抗坏血酸为还原剂，在有机修饰剂的存在下，制备了钯/银合金纳米催化剂。

一种钯/银合金纳米催化剂的制备方法，步骤如下：

称量一定量的Pd和Ag的金属前驱体，并分别溶于无水乙醇溶液中，搅拌混合后加入有机修饰剂的醇溶液，在30-60℃下混合搅拌20min，用NaOH乙醇溶液调节反应液pH值，然后待温度升至70℃后，将一定浓度的水合肼/抗坏血酸乙醇溶液逐滴加到上述反应液中，反应4-8h后，经无水乙醇多次洗涤，真空干燥后，即可制得钯/银合金纳米催化剂。

按照上述步骤制备的钯/银合金纳米催化剂，Pd的金属前驱体为Pd(NO₃)₂·2H₂O，Ag的金属前驱体为AgNO₃。