镍/海泡石催化剂的制备及其在对氨基苯甲酸合成中的应用

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本文对海泡石的超细化、活化处理、表面修饰、负载金属镍的方法及负载型镍/海泡石催化剂用于对氨基苯甲酸的合成进行了实验研究。首先采用了超细化、酸浸泡等一系列处理方法,进一步改善海泡石的表面结构,从处理后的海泡石SEM照片可以看出,海泡石的自然状态发生了较大的改变,由原来粗大的聚集束转变为细小的纤维束。但是这种处理方法使海泡石表面由于酸蚀作用而变得较为粗糙,使负载金属粒子时粒径的可控性降低,导致小颗粒金属粒子比例增加。为此,在不显著改变海泡石外比表面积的前提下,对海泡石纤维束进行了表面修饰。随后,采用硅酸盐对海泡石表面进行修饰,较为详细地研究了温度、时间、浓度等实验条件对纤维束表面上硅酸盐晶体生长的影响。实验结果表明浓度和温度是影响水热反应效果的主要因素,而反应时间处于次要地位。从被修饰的海泡石纤维表面形态角度考虑,均匀而致密的硅酸钠表面包裹状态是进一步获得理想金属盐类结晶包覆的前提条件和基础。本文还利用经表面修饰的海泡石作为载体,采用水热-还原法制备镍/海泡石催化剂。水热过程对复合催化剂的影响因素很多,主要有溶液浓度、晶化时间、晶化温度、还原温度等,产物催化性能指标是以上各因素综合作用的结果。实验结果表明,控制较长的碳酸镍水热晶化时间,对获得良好的催化剂中间产物是非常必要的,12~24h的水热时间对于碳酸盐在海泡石上的沉积较为适宜;金属粒子的粒径可以通过控制还原温度的方式加以调节。最后本文选择了以对硝基甲苯为原料,以镍/海泡石为催化剂对药物中间体对氨基苯甲酸合成工艺进行了研究。实验结果表明较优的工艺条件为:反应温度136℃,反应压力3.1MP,催化剂用量6%,原料液浓度8%。在此条件下,其收率可达到85%以上,高于文献报导的以骨架镍或铁等作催化剂时的收率。本文用镍/海泡石催化剂成功代替骨架镍,开辟了此类催化剂应用的一个新领域。
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