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Pd@CMP-1催化劑的制備及其催化硝基芳烴化合物的性能

毛麗萍1，梁亞瀾1，汪毅2，李紅偉1，張小莉1，李貴賢1

（1蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院，甘肅蘭州730050；2中國(guó)石油天然氣股份有限公司蘭州化工研究中心，甘肅蘭州730060）

摘要：以H2PdCl4為金屬前體、共軛微孔聚合物（CMP-1）為載體，利用浸漬還原法首次合成了Pd含量為1%的負(fù)載型Pd@CMP-1加氫催化劑。以H2為氫源、硝基芳烴化合物的加氫反應(yīng)為探針，對(duì)催化劑的加氫性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。用稀HNO3對(duì)載體進(jìn)行預(yù)處理，探究稀HNO3對(duì)載體的影響。并通過(guò)XRD、TEM及BET等手段對(duì)催化劑進(jìn)行分析表征，結(jié)果表明：Pd@CMP-1具有720m2/g的比表面積，Pd納米顆粒均勻分散在載體CMP-1上，用稀HNO3對(duì)載體進(jìn)行預(yù)處理將改變CMP-1的結(jié)構(gòu)性能，不利于催化劑的制備?？疾炝藴囟群蛪毫?duì)反應(yīng)體系的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明體系在2MPa、100℃條件下具有較高的反應(yīng)活性。并通過(guò)幾種硝基芳烴的加氫反應(yīng)可知：Pd@CMP-1催化劑是一種高效環(huán)保的加氫催化劑，具有優(yōu)秀的加氫性能以及一定的循環(huán)性能。

關(guān)鍵詞：聚合物；Pd@CMP-1催化劑；硝基芳烴；載體預(yù)處理；催化加氫

第一作者：毛麗萍（1967—），女，碩士，副教授，研究方向?yàn)榛瘜W(xué)工程與技術(shù)。聯(lián)系人：李貴賢，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)楣I(yè)催化。E-mail lgxwyf@163.com。

硝基化合物是一種重要的化工原料，化工廠、醫(yī)療以及科研單位等常通過(guò)硝基化合物的加氫反應(yīng)來(lái)制備一些人類賴以生存的精細(xì)化學(xué)藥品[1-2]。其中硝基芳烴的加氫反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)中顯得尤為重要，因?yàn)楫a(chǎn)物芳胺是極為重要的化學(xué)品中間體，在除草劑、除蟲(chóng)劑、添加劑、表面活性劑、合成染料、農(nóng)用化學(xué)品和醫(yī)藥合成等方面都具有廣泛應(yīng)用[3]，引起了人們對(duì)芳胺合成方法的極大興趣。傳統(tǒng)的鐵粉還原法雖具有適用范圍廣、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但會(huì)產(chǎn)生大量鐵泥等副產(chǎn)物[4]，不易處理，而催化加氫還原法具有轉(zhuǎn)化率高、質(zhì)量好、三廢少等優(yōu)點(diǎn)，因此更受人們的青睞。但常用的加氫工藝及催化劑在應(yīng)用中尚存在不少的問(wèn)題，這就需要開(kāi)發(fā)一些反應(yīng)條件溫和、制作簡(jiǎn)單、有較好選擇性的催化劑來(lái)完成相應(yīng)的操作。

通常，大多數(shù)企業(yè)和單位使用沸石、金屬氧化物（包括ZrO2[5]、Al2O3[6]和TiO2[7]）、碳基材料[8-11]（包括炭黑、活性炭、碳納米管等）作為載體來(lái)制備催化劑。然而這些材料往往存在一些缺陷，如反應(yīng)條件比較苛刻，需要在較高的壓力和溫度下才能反應(yīng)；反應(yīng)的選擇性和轉(zhuǎn)化率不高；需要氮功能化等復(fù)雜的操作來(lái)獲得較高的收率等。另外，常用的催化活性組分有鈀、鉑、鎳等貴金屬，由于貴金屬具有無(wú)可替代的催化活性和選擇性，在煉油、石油化工和有機(jī)合成中占有極其重要的地位。

Cooper[12]通過(guò)Pd(0)/Cu(Ⅰ)催化的Sonogashira-Hagihara偶聯(lián)反應(yīng)得到一系列具有共軛結(jié)構(gòu)的微孔聚合物，其比表面積高，適用于作為催化劑的載體。共軛微孔聚合物（簡(jiǎn)稱CMP，這里定義實(shí)驗(yàn)所需載體為CMP-1）是一種由碳碳三鍵連接苯環(huán)而形成的聚合物，只含有碳?xì)鋬煞N元素，除了具有高比表面積的特征外，這些材料的平均孔徑、微孔體積和BET比表面積能夠通過(guò)改變有機(jī)前體的長(zhǎng)度得以很好地調(diào)控[13-15]。本文通過(guò)這種新型材料，運(yùn)用H2PdCl4溶液作為金屬前體合成了一種全新的催化劑，并考察了其對(duì)各類硝基芳烴化合物的催化性能，發(fā)現(xiàn)其具有高活性、高選擇性、一定的穩(wěn)定性等特點(diǎn)。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器與試劑

制備共軛微孔聚合物CMP-1的原料與試劑均購(gòu)買于Alfa-Aesar化學(xué)有限公司。丙酮（AR，北京化工廠），PdCl2（AR，沈陽(yáng)市科達(dá)試劑廠），HCl（AR，白銀市良友化學(xué)試劑有限公司），NaOH（AR，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），NaBH4（含量≥96%，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司），其他加氫反應(yīng)原料（均來(lái)自于上?？曝S化學(xué)試劑有限公司）。

材料和催化劑表面結(jié)構(gòu)采用美國(guó)FEI公司生產(chǎn)的TECNAI G2 TF20型場(chǎng)發(fā)射透射電子顯微鏡（TEM）進(jìn)行檢測(cè)。比表面積（BET）與孔結(jié)構(gòu)的測(cè)定在Quantachrome公司Autosorb-6B型全自動(dòng)物理化學(xué)吸附儀上進(jìn)行，分別采用Brunauer-Emmett-Teller（BET）和Barrett-Joyner-Halenda（BJH）法來(lái)計(jì)算。采用日本理學(xué)公司（Rigaku）D/max-2400 型X射線衍射儀對(duì)催化劑進(jìn)行XRD晶相結(jié)構(gòu)表征，CuKα靶，管壓40kV，管流150mA，步長(zhǎng)0.02°?；瘜W(xué)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率和選擇性采用上海天美公司生產(chǎn)的GC-7890II型氣相色譜進(jìn)行測(cè)試。

1.2催化劑的制備

按照文獻(xiàn)[16-18]方法制備CMP-1材料（圖1），所得的CMP-1材料在100℃條件下干燥過(guò)夜，其反應(yīng)方程式如方案一。稱取一定量的PdCl2溶于配制好的10%的HCl溶液中，在室溫下充分?jǐn)嚢?h，從而得到H2PdCl4溶液待用。將一定量制備好的CMP-1材料超聲分散到一定比例的丙酮溶液中，然后不斷磁力攪拌直至完全分散。加熱升溫至100℃，依次滴入所需比例的H2PdCl4溶液，10%的NaOH水溶液，調(diào)節(jié)pH值范圍在10～11，磁力攪拌4～5h。最后逐滴滴入過(guò)量的NaBH4水溶液，繼續(xù)攪拌2h，即可得到Pd@CMP-1催化劑，其中此實(shí)驗(yàn)所需Pd含量為1%。

圖1　CMP-1　的合成

1.3載體的預(yù)處理

鄒澎澎等[19]在報(bào)道中說(shuō)，采用HNO3等氧化劑對(duì)活性炭進(jìn)行氧化處理，不僅可以選擇性氧化活性炭中的一些雜質(zhì)，使其轉(zhuǎn)變成可溶性鹽而除去，還能增加活性炭表面的含氧基團(tuán)，防止貴金屬吸附時(shí)的直接還原，有效抑制貴金屬晶粒度的增大。因此，借鑒活性炭負(fù)載鈀顆粒的這個(gè)理論，將制備好的載體在負(fù)載前先用10%的HNO3在60℃條件下加熱回流處理5h，用蒸餾水洗滌至中性，過(guò)濾、干燥備用。其他方法不變，然后按照以上催化劑的制備方法合成新的催化劑，來(lái)研究稀HNO3對(duì)催化劑的影響。

1.4催化劑的評(píng)價(jià)

為了評(píng)價(jià)這一新型負(fù)載鈀催化劑的催化活性，研究了其在各類硝基芳烴加氫反應(yīng)中的催化性能。將反應(yīng)物和催化劑置于一個(gè)45mL加氫反應(yīng)釜中，反應(yīng)前用H2置換7次，加熱攪拌至所需溫度。

2　結(jié)果與討論

2.1 Pd@CMP-1催化劑表征

2.1.1 XRD表征

圖2為Pd@CMP-1的XRD譜圖。如圖所示，有4個(gè)明顯的特征峰，其中2θ= 22.8°是載體CMP-1的特征衍射峰，在2θ= 40.2°、46.8°和68.3°的3個(gè)明顯的衍射峰，分別對(duì)應(yīng)Pd（111）面、Pd（220）面、Pd（220）面的鈀納米顆粒的特征衍射峰，由分析可知顆粒為納米金屬立方體顆粒，由此可知鈀納米顆粒已成功擔(dān)載在載體CMP-1上。

圖2　Pd@CMP-1　的XRD表征

2.1.2載體和催化劑的TEM表征

圖3分別是載體CMP-1（樣品a）、未作任何處理的催化劑Pd@CMP-1（樣品b）以及預(yù)處理過(guò)的Pd@CMP-1催化劑（樣品c）的透射電鏡圖。從圖3(a)可見(jiàn)，樣品a表面存在均勻的納米尺寸蜂窩狀的孔道；從圖3(b)可以看出，樣品b表面較小的黑點(diǎn)為Pd納米顆粒，且顆粒大小均勻、分散性能好，粒徑在10nm左右，這有利于催化劑活性的提高，事實(shí)證明CMP-1將會(huì)是一個(gè)很好的貴金屬負(fù)載的載體；從圖3(c)可以看出，樣品c載體蜂窩狀的孔道消失，Pd納米顆粒明顯變大且有團(tuán)聚現(xiàn)象，這將說(shuō)明稀HNO3對(duì)載體的影響很大，將不利于催化劑的催化活性。

圖3　CMP-1　材料和Pd@CMP-1　催化劑的TEM照片

2.1.3 BET表面分析

圖4(a)為載體CMP-1（樣品a）、未作任何預(yù)處理的Pd@CMP-1催化劑（樣品b）以及預(yù)處理過(guò)的Pd@CMP-1催化劑（樣品c）的N2吸附-脫附等溫曲線；圖4(b)為3個(gè)樣品的BJH孔徑分布圖。從圖4(a)可以看出3個(gè)樣品的N2吸附-脫附等溫曲線均符合第四等溫曲線，且樣品在p/p0≥0.4處出現(xiàn)滯后環(huán)，表明樣品中都存在介孔。樣品a與樣品b的N2吸附-脫附等溫曲線基本相似，表明樣品b的載體孔結(jié)構(gòu)變化不大，同時(shí)由表1可知，樣品a的比表面積是1082m2/g，而樣品b比表面積是720m2/g，可能是由于一些鈀納米顆?；驌?dān)載過(guò)程中的一些雜質(zhì)進(jìn)入了孔道造成的。另外，樣品c比樣品a、b提前出現(xiàn)滯后環(huán)，且N2吸附量明顯低于其他兩種樣品，同樣由表1知，樣品c的比表面積也下降到了222m2/g，說(shuō)明樣品c的載體孔結(jié)構(gòu)遭到破壞，孔道可能塌陷，因此也進(jìn)一步說(shuō)明了稀HNO3的加入對(duì)載體性質(zhì)的影響。這可能是因?yàn)橄跛峋哂袕?qiáng)氧化性，在CMP-1的表面會(huì)形成一些含氧基團(tuán)，破壞或堵塞孔隙。通過(guò)硝酸的氧化，CMP-1的表面酸性氧化基團(tuán)增加，一方面不利于疏水性為主的有機(jī)物的吸附，另一方面含氧基團(tuán)會(huì)使一些金屬離子產(chǎn)生聚集作用，堵塞孔隙，這同樣可以解釋產(chǎn)生圖3(c)的原因。從圖4(b)可知，樣品a與樣品b的BJH平均吸附孔徑基本相似，樣品c的BJH平均吸附孔徑有一些變小，這也印證了以上解釋。

圖4　N2　吸附-脫附等溫線和BJH孔徑分布圖

表1 3種樣品的相關(guān)物性表征

2.1.4紅外光譜分析

為了進(jìn)一步說(shuō)明預(yù)處理前后載體的化學(xué)鍵是否改變，圖5給出了用稀HNO3預(yù)處理前后的紅外譜圖分析。從圖5中可以看出，預(yù)處理后的CMP-1 在1400cm?1、1600cm?1、3150cm?1、3450cm?1處仍然保持了其特征峰，這表明稀HNO3不會(huì)引起內(nèi)部化學(xué)鍵的變化。

圖5　用稀HNO3　預(yù)處理前后的紅外譜圖分析

2.2催化活性

2.2.1樣品b、c兩種催化劑的活性

為了評(píng)價(jià)這一新型鈀負(fù)載催化劑的催化活性，先將樣品a做空白實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)載體對(duì)硝基芳烴化合物沒(méi)有催化效果，然后選取鈀含量為1%的樣品b、c兩種Pd@CMP-1催化劑，研究了其在一系列硝基化合物上的催化加氫實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：樣品b催化劑是一個(gè)高效環(huán)保的加氫催化劑，而預(yù)處理過(guò)的樣品c催化劑的催化活性明顯低于未作任何處理的樣品b催化劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。根據(jù)以上表征分析，樣品c催化劑的催化活性明顯下降可能是由于Pd納米顆粒出現(xiàn)團(tuán)聚以及載體孔道坍塌造成的，同時(shí)進(jìn)一步說(shuō)明CMP載體不適宜進(jìn)行稀HNO3氧化處理。同樣由表2可知，當(dāng)活性中心鈀的含量很低時(shí)，樣品b亦可使對(duì)硝基甲苯、鄰硝基甲苯、2,4-二硝基甲苯的收率達(dá)到95%以上；而硝基苯是由于在高溫條件下繼續(xù)發(fā)生酰胺化反應(yīng)，導(dǎo)致苯胺的收率為57.3%；對(duì)硝基苯酚可能因?yàn)榱u基的存在，對(duì)反應(yīng)造成了一定的影響，同樣條件下只有22.3%的收率。

2.2.2反應(yīng)溫度的影響

為進(jìn)一步探究溫度對(duì)整個(gè)反應(yīng)體系的影響，選取了鄰硝基甲苯為反應(yīng)原料，選擇反應(yīng)壓力為2MPa，時(shí)間為5h，催化劑活性中心鈀的含量為1%，原料用量1mmol，催化劑用量為基于原料的0.2%（摩爾分?jǐn)?shù)），考察了反應(yīng)溫度40～100℃范圍內(nèi)鄰甲苯胺的選擇性和轉(zhuǎn)化率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，鄰甲苯胺的選擇性不隨溫度的改變而改變，均大于99%，然而鄰甲苯胺的轉(zhuǎn)化率如圖6所示，原料在40℃時(shí)基本不反應(yīng)，隨著反應(yīng)溫度的升高，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率也隨之增高，但在40～85℃范圍內(nèi)時(shí)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率變化不大，在85℃反應(yīng)轉(zhuǎn)化率陡增，100℃時(shí)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率幾乎接近于100%。因此，鄰硝基甲苯的最佳反應(yīng)溫度應(yīng)為100℃。

表2負(fù)載鈀催化劑Pd@CMP-1的硝基加氫反應(yīng)①

2.2.3反應(yīng)壓力的影響

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，選擇用鄰硝基甲苯為原料，反應(yīng)溫度為100℃，反應(yīng)時(shí)間為5h，催化劑活性中心鈀的含量為1%，原料用量1mmol，催化劑用量為基于原料的0.2%（摩爾分?jǐn)?shù)），考察了壓力對(duì)整個(gè)反應(yīng)體系的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明鄰甲苯胺的選擇性不隨壓力的改變而改變，均大于99%，然而鄰甲苯胺的轉(zhuǎn)化率如圖7所示，當(dāng)反應(yīng)壓力為0.5MPa時(shí)，鄰硝基甲苯的轉(zhuǎn)化率僅為20.7%，隨著壓力的升高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也隨之逐漸升高，當(dāng)壓力為2MPa時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率為98.2%，當(dāng)壓力再次升高時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率變化不大，僅為98.8%，因此壓力為2MPa更適應(yīng)于本反應(yīng)。

2.2.4循環(huán)性能

為考察催化劑Pd@CMP-1催化活性的穩(wěn)定性，進(jìn)行了以鄰硝基甲苯為探究對(duì)象的催化加氫循環(huán)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中Pd@CMP-1催化劑采用蒸餾水進(jìn)行多次洗滌，再干燥、煅燒處理。由圖8可以看出，催化劑在進(jìn)行了5次循環(huán)后仍具有活性，可以證明催化劑具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性。但是在重復(fù)幾次以后，催化劑的催化性能下降較為明顯，這可能是由于反復(fù)分離操作造成催化劑損失，也有可能是反應(yīng)體系生成的雜質(zhì)使催化劑活性組分覆蓋的原因。

圖6　不同反應(yīng)溫度對(duì)鄰硝基甲苯轉(zhuǎn)化率的影響

圖7　不同反應(yīng)壓力對(duì)鄰硝基甲苯轉(zhuǎn)化率的影響

圖8　Pd@CMP-1　催化劑在鄰硝基甲苯催化加氫反應(yīng)中的循環(huán)性能

3　結(jié)論

對(duì)以H2PdCl4與CMP-1為原料制備的Pd@CMP-1催化劑，通過(guò)XRD、TEM、BET、紅外表征手段對(duì)催化劑進(jìn)行了分析表征，并以硝基芳烴加氫反應(yīng)為探針?lè)磻?yīng)考察了催化劑加氫活性及其活性穩(wěn)定性，得出以下結(jié)論。

（1）CMP-1載體具有1082m2/g的高比表面積，制備的Pd@CMP-1催化劑也具有720m2/g的高比表面積，并且Pd納米顆?？梢院芎玫刎?fù)載在CMP-1表面，大小均一，分散均勻。

（2）用稀HNO3對(duì)載體進(jìn)行預(yù)處理，將會(huì)破壞載體CMP-1的基本結(jié)構(gòu)，同樣方法生成的Pd@CMP-1催化劑比表面積下降到222m2/g，造成負(fù)載的Pd納米顆粒出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，這將影響催化劑的催化活性。

（3）以硝基芳烴的加氫反應(yīng)為探針，在反應(yīng)壓力為2MPa、溫度為100℃、鈀含量為1%的條件下，都具有較高轉(zhuǎn)化率和選擇性，證明Pd@CMP-1催化劑將是一個(gè)很好的加氫催化劑。

（4）以鄰硝基甲苯為原料，探究了不同溫度及不同壓力對(duì)反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)證明100℃將是鄰硝基甲苯轉(zhuǎn)化為鄰甲苯胺的最佳溫度，2MPa將是鄰硝基甲苯轉(zhuǎn)化為鄰甲苯胺的最適宜壓力。

（5）以鄰硝基甲苯為原料，探究了Pd@CMP-1催化劑的循環(huán)性能，實(shí)驗(yàn)證明Pd@CMP-1催化劑在反應(yīng)了5次后仍具有催化活性，證明了Pd@CMP-1催化劑具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，是一個(gè)環(huán)保節(jié)能的催化劑。

參考文獻(xiàn)

[1]Rylander P N，Nathanielsz P.Hydrogenation Methods[M].London：Academic Press，1985.

[2]Nishimura S.Handbook of Heterogeneous Catalytic Hydrogenation for Organic Synthesis[M].New York：Wiley，2001.

[3]Lauwiner M，Rys P，Wissmann J.Reduction of aromatic nitro compounds with hydrazine hydrate in the presence of an iron oxide hydroxide catalyst.I.The reduction of monosubstituted nitrobenzenes with hydrazine hydrate in the presence of ferrihydrite[J].Applied Catalysis A：General，1998，172（1）：141-148.

[4]趙海麗，姚開(kāi)勝.催化還原硝基芳烴的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2008，27（12）：1887-1902.

[5]Peng B，Yuan X，Zhao C，et al.Stabilizing catalytic pathways via redundancy：Selective reduction of microalgae oil to alkanes[J].Journal of the American Chemical Society，2012，134（22）：9400-9405.

[6]Bond J Q，Alonso D M，Wang D，et al.Integrated catalytic conversion of γ-valerolactone to liquid alkenes for transportation fuels[J].Science，2010，327（5969）：1110-1114.

[7]Enache D I，Edwards J K，Landon P，et al.Solvent-free oxidation of primary alcohols to aldehydes using Au-Pd/TiO2catalysts[J].Science，2006，311（5759）：362-365.

[8]Wang Y，Yao J，Li H，et al.Highly selective hydrogenation of phenol and derivatives over a Pd@ carbon nitride catalyst in aqueous media[J].Journal of the American Chemical Society，2011，133（8）：2362-2365.

[9]White R J，Luque R，Budarin V L，et al.Supported metal nanoparticles on porous materials.Methods and applications[J].Chemical Society Reviews，2009，38（2）：481-494.

[10]Deng W，Liu M，Tan X，et al.Conversion of cellobiose into sorbitol in neutral water medium over carbon nanotube-supported ruthenium catalysts[J].Journal of Catalysis，2010，271（1）：22-32.

[11]Zhao C，Kou Y，Lemonidou A A，et al.Highly selective catalytic conversion of phenolic bio-oil to alkanes[J].Angewandte Chemie International Edition，2009，48（22）：3987-3990.

[12]Cooper A I.Conjugated microporous polymers[J].Advanced Materials，2009，21（12）：1291-1295.

[13]Jiang J X，Su F，Trewin A，et al.Conjugated microporous poly(aryleneethynylene)networks[J].AngewandteChemie International Edition，2007，46（45）：8574-8578.

[14]Jiang J X，Su F，Niu H，et al.Conjugated microporous poly(phenylene butadiynylene)s[J].Chem.Commun.，2008，4：486-488.

[15]Jiang J X，Su F，Trewin A，et al.Synthetic control of the pore dimension and surface area in conjugated microporous polymer and copolymer networks[J].Journal of the American Chemical Society，2008，130（24）：7710-7720.

[16]Tan D，F(xiàn)an W，Xiong W，et al.Study on the morphologies of covalent organic microporous polymers：The role of reaction solvents[J].Macromolecular Chemistry and Physics，2012，213（14）：1435-1440.

[17]Li A，Lu R F，Wang Y，et al.Lithium-doped conjugated microporous polymers for reversible hydrogen storage[J].Angewandte Chemie International Edition，2010，49（19）：3330-3333.

[18]Li A，Sun H X，Tan D Z，et al.Superhydrophobic conjugated microporous polymers for separation and adsorption[J].Energy &Environmental Science，2011，4（6）：2062-2065.

[19]鄒澎澎，涂椿滟，程時(shí)標(biāo).鈀炭催化劑的研究進(jìn)展[J].石油學(xué)報(bào)：石油加工，2012，28（s1）：133-6.

研究開(kāi)發(fā)

Synthesis of supported Pd@CMP-1 catalyst and its catalytic hydrogenation of nitro aromatic compound

MAO Liping1，LIANG Yalan1，WANG Yi2，LI Hongwei1，ZHANG Xiaoli1，LI Guixian1

（1Institute of Petrochemical Technology，Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050，Gansu，China；2Lanzhou Petrochemical Research Center，Petrochemical Research，PetroChina，Lanzhou 730060，Gansu，China）

Abstract：The Pd@CMP-1 catalyst，which the Pd loading contents of 1%，was first prepared by immersion and reduction method，using H2PdCl4as metal precursor and CMP-1 material as a support.The catalytic hydrogenation performance of prepared catalysts was investigated using H2as hydrogen source and the reaction of nitro aromatic compound as probe.To study the influence of dilute nitric acid，the support was pretreatment by it.XRD，TEM and BET measurement methods were used to analyze and determine the characteristics of catalysts.The results showed that the specific surface area of Pd@CMP-1 was 720m2/g，the palladium nanoparticles could be well dispersed on it and dilute nitric acid would change the structural performance.Moreover，the effect of temperature and pressure of reaction system was investigated.It had high reactivity under the condition of 2MPa，and 100℃.It can be concluded that the Pd@CMP-1 catalyst is a high efficient and environmental friendly hydrogenation catalyst，which has excellent activity and some degree of recycle performance.

Key words：polymers;Pd@CMP-1 catalyst;nitro aromatic compound;pretreatment of support;catalytic hydrogenation

收稿日期：2014-11-20；修改稿日期：2015-01-14。

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2015.08.024

文章編號(hào)：1000–6613（2015）08–3054–06

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

中圖分類號(hào)：O 643.32