对硝基苯甲酰胺还原制备对氨基苯甲酰胺研究

摘要

芳香胺作为重要的化工中间体，目前主要应用到医药行业、农药领域、染颜料和高分子橡胶行业中。对氨基苯甲酰胺（PABM）作为芳香胺家族中的一员，其用途较为广泛，目前主要由它合成高档有机颜料，它们的性能优越且着色效果好，市场需求量可观。到目前为止，合成对氨基苯甲酰胺（PABM）的方法主要有对氨基苯甲腈水合法、对氨基苯甲酰氯的氨基化法、叠氮化合物的还原法以及对硝基苯甲酰胺选择性催化还原法。前三种方法均因为其工艺流程复杂、成本较高，导致工业上应用较少。而对硝基苯甲酰胺催化还原法在实际的工业生产中已经得到广泛的应用。 本论文以W-4型骨架镍为催化剂，以对硝基苯甲酰胺为底物催化加氢制备对硝基苯甲酰胺。系统的考察催化加氢的反应温度、氢气的压力、催化剂使用量、物料浓度等反应条件的改变对反应的影响，通过优化实验条件，得到最适合骨架镍催化加氢对硝基苯甲酰胺的小试实验条件，在以甲醇为溶剂，温度60℃、氢气压力0.6MPa、催化剂的用量占原料质量分数的8%、物料浓度为0.1g/mL的实验条件下，结果显示对硝基苯甲酰胺转化率大于99%，对氨基苯甲酰胺的选择性大于99%，产物收率在90%以上，产品纯度大于99%，实验结果对以后的中试甚至工业化生产具有指导意义。对催化剂进行套用实验，结果表明催化剂可循环套用20次以上，且催化效果良好。 以二氧化钛为载体，使用NaBH4还原Ni金属盐，制备NiCoB/TiO2非晶态双金属合金催化剂。应用到对硝基苯甲酰胺的催化还原反应中，以水合肼为还原剂，系统的考察催化还原反应的实验条件，经过优化之后，得到最适的反应条件：对硝基苯苯甲酰胺1g，20mL甲醇为溶剂，温度60℃，催化剂使用量占原料质量分数的20%，水合肼的用量与原料摩尔比为3∶1~4∶1，反应转化率大于99%，对氨基苯甲酰胺选择性大于99%。并对NiCoB/TiO2催化剂进行了H2-TPR、XRD、XPS、SEM表征，观察催化剂的表面金属Ni、Co的形态和催化剂的颗粒形貌，分析Co金属掺杂对非晶态Ni金属催化还原硝基的影响,并通过实验探究不同金属负载、不同金属配比的催化剂的活性差异，得到金属负载占载体质量分数的5%~10%、Ni∶Co金属质量比为1∶1时催化剂活性最好，且催化剂可重复套用4次，催化剂活性无明显下降。 本论文创新点在于首次采用骨架镍催化剂，系统的研究对硝基苯甲酰胺催化加氢的条件，操作方法简便、生产成本较低、生产过程环保。并首次制备了NiCoB/TiO2非晶态双金属合金催化剂并应用到对硝基苯甲酰胺的催化还原中。

目录

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