[发明专利]一种加氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种加氢催化剂及其制备方法和应用，所述加氢催化剂包括载体和负载于所述载体上的活性组分；所述载体为氮掺杂碳，所述活性组分为选自Ru‑Fe、Ru‑Co、Ru‑Ni或Ru‑Cu的双金属。该催化剂用于芳香族硝基化合物加氢反应，在温和的条件下能高效地催化芳香族硝基化合物生成芳香族氨基化合物。反应条件为：反应温度‑15～90℃，压力0.1～5MPa；该催化剂原料成本低、制备工艺简单、加氢条件温和、加氢速率快、转化率高、选择性高、底物兼容性好。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种加氢催化剂及其制备方法和应用，尤其涉及一种用于芳香硝基化合物加氢制备芳香氨基化合物的温和高效催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

芳香氨基化合物是一种重要的有机中间体，被广泛应用于染料、农药、医药、杀虫剂、除草剂、塑料添加剂、树脂合成、聚氨酯合成等领域。目前，芳香氨基化合物主要是由相应的芳香硝基化合物加氢制备。然而商品化的催化剂比如Pd/C、Pt/C等在芳香硝基化合物加氢反应中的产物选择性有待提高，所以国内外研究的重点集中在开发新型催化剂，实现硝基苯的温和高效转化为苯胺。

文献或专利申请报道的芳香硝基化合物多相加氢催化剂主要分为两类，一类是贵金属催化剂比如Pt(CN 109876801 A；Vilé,Gianvito,Almora-Barrios N,López,Núria,etal.Structure and Reactivity of Supported Hybrid Platinum Nanoparticles forthe Flow Hydrogenation of Functionalized Nitroaromatics.Acs Catalysis,2015,5(6),3767-3778.)、Pd(CN109331818 A；Gang Chen,Xun Zhu,Rong Chen,etal.Hierarchical Pd@Ni catalyst with a snow-like nanostructure on Ni foam fornitrobenzene hydrogenation.Applied Catalysis A:General,2019,575,238-245.)等，这些贵金属催化剂能在温和条件甚至常温常压下实现芳香硝基化合物加氢转化为芳香氨基化合物，但是催化剂成本较高，极大的限制了这类催化剂的实际应用。另一类是非贵金属催化剂，CN111085241 A制备了负载型Co基催化剂用于硝基苯加氢，反应温度80-150℃，对于苯胺的选择性为92-99％，文献(Hongbo Yu,Weiqiang Tang,et al.Enhanced CatalyticPerformance for Hydrogenation of Substituted Nitroaromatics over Ir-BasedBimetallic Nanocatalysts.ACS applied materialsinterfaces,2019,11,6958-6969.)制备了Ir掺杂的IrFe、IrCo、IrNi催化剂，用于芳香硝基化合物的选择加氢反应，虽然转化率较高，但是选择性还有提高的空间，并且非贵金属催化剂在常温常压下的催化效果有待提高。

综上所述，现有技术公开的用于芳香硝基化合物加氢制备芳香氨基化合物的催化剂体系存在副反应严重造成芳香氨基化合物的选择性有待提高，贵金属催化剂成本高、非贵金属催化剂选择性差且条件不够温和等缺点，因此开发一种芳香硝基化合物加氢制备芳香氨基化合物的温和高效催化剂，对芳香氨基化合物的生产具有重要指导意义和实用价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种加氢催化剂及其制备方法和应用，特别是提供一种用于芳香硝基化合物加氢制备芳香氨基化合物的温和高效催化剂及其制备方法和应用。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种加氢催化剂，所述加氢催化剂包括载体和负载于所述载体上的活性组分；所述载体为氮掺杂碳，所述活性组分为选自Ru-Fe、Ru-Co、Ru-Ni或Ru-Cu的双金属。