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二氯苯胺是一类重要的精细化工中间体,在医药、农药、染料和日用化工等领域有着广泛的用途。在合成二氯苯胺的多种工艺路线中,二氯硝基苯催化加氢工艺由于过程简单、环境友好等优点而备受关注。但是,催化加氢工艺存在着氢解脱氯这一难题,这也是国内外研究人员在该领域的研究重点和难点。
本文基于催化加氢工艺,采用Pd/C催化剂,以2,4-二氯硝基苯和3,4-二氯硝基苯为原料制备二氯苯胺为目标反应,通过催化剂和催化反应条件的优化,有效地抑制脱氯现象,提高反应的选择性,为将来的工业应用奠定基础。
本文制备了用于二氯硝基苯加氢合成二氯苯胺的低Pd负载量的Pd/C催化剂,而且不用预先还原,改善了反应条件,有效地抑制了脱氯现象,具有较好的工业应用价值。用正交设计优化了二氯硝基苯的催化加氢反应条件,对于3,4-二氯硝基苯的催化加氢而言,当3,4-二氯硝基苯3g、25ml甲醇溶剂、0.6﹪Pd/C催化剂0.05g、温度60℃、压力0.4MPa和反应时间90min时,反应转化率为100﹪,选择性为97.1﹪,得率达到97.1﹪。将此反应规模放大10倍,反应时间延长为2h,催化剂连续套用8次后依然具有较好的性能,反应转化率为96.1﹪,选择性为99.0﹪,得率为95.1﹪。对于2,4-二氯硝基苯的催化加氢而言,当2,4-二氯硝基苯3g、40ml乙醇溶剂、0.6﹪Pd/C催化剂0.1g、温度60℃、压力0.4MPa和反应时间80min时,反应转化率为100﹪,选择性为97.5﹪,得率达到为97.5﹪。将此反应规模放大8倍,反应时间延长为2h,催化剂连续套用5次后依然较好的性能,反应转化率为100﹪,选择性为97.6﹪,得率为97.6﹪。
本文研究了活性组分和负载量、载体和预处理方式、催化剂活化方式、浸渍液pH值等对2,4-二氯硝基苯加氢反应中Pd/C催化剂性能的影响,并用现代化的技术手段对催化剂进行了表征,将催化剂的性能与结构进行了适当关联。