催化剂的制备方法、催化剂和二苯胺脱氢合成含氮杂环化合物的方法与流程

本发明涉及催化剂的制备，具体涉及一种催化剂的制备方法、催化剂和二苯胺脱氢合成含氮杂环化合物的方法。

背景技术：

1、咔唑，别名亚氨基二亚苯、9-氮杂芴，是一种含氮杂环化合物，是煤焦油中经济价值最高的成分之一。咔唑是合成染料颜料的重要原料，可作为杀虫剂的稳定剂和植物生长调节剂或用于合成杀虫剂，除此之外，咔唑是性能优良的高分子材料、橡胶改性剂，可用于合成能满足特殊需要的特种材料，例如导光导电特种高科技材料、耐热性的高频电绝缘材料等等。最新研究表明，咔唑类化合物具有抑制作用，可用来合成抗肿瘤、抗真菌、降血压、治疗心脏病和新型化疗止吐的药物。

2、现有技术中，对于咔唑的合成工艺也进行了大量的研究，但是目前的合成工艺中均需要引入大量的有机溶剂，导致后续成品分离提纯成本较高。cn115215784a公开了一种合成咔唑的工艺，该工艺以n-苯基苯胺为原料，在金属催化剂及氧化剂的共同作用下合成了高纯度咔唑。但该工艺使用的贵金属溶液难以回收，有机溶剂的使用加大了后续分离的难度，提高了生产成本。cn115215785a公开了一种咔唑合成的工艺，以二苯胺为反应底物，在反应温度90℃、反应压力为0.7mpa的条件下加入氧气、醋酸钯、冰醋酸、丁酸、乙醇，反应2h，升华提纯后得到咔唑类化合物。该工艺同样存在贵金属钯催化剂溶液难以回收、需要大量使用有机溶剂的问题。cn104043467a公开了一种用于制备咔唑的催化剂及制备方法，该催化剂的组分由碱金属的无机盐、五氧化二磷、过度金属v、fe、ni等氧化物组成。该反应过程中将从固定床中流出的高温蒸汽通过冷却水中，使反应物料溶于水，其原料转化率在小试水平上达91％以上，选择性在92％以上。但是工艺需要采用较高的反应温度，从而缩短了催化剂使用寿命，水蒸气的使用增加了能耗，从而提高分离成本。

3、因此，现有技术中的合成工艺大量采用有机溶剂导致后续产品分离提纯成本相对较高且污染严重，并且现有技术中催化剂的制备存在贵金属负载量高、分散度低、利用率低，导致催化剂成本相对较高，且活性相对较低。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的金属利用率低、催化剂活性不足的问题，提供一种催化剂的制备方法、催化剂和二苯胺脱氢合成含氮杂环化合物的方法，该催化剂的制备方法制得的催化剂具有活性组分利用率高、催化活性高、稳定性好的特点。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种催化剂的制备方法，包括以下步骤：

3、(1)将第一改性液与氧化铝载体接触，进行第一改性处理，然后进行第一焙烧，得到第一前驱体；

4、所述第一改性液包括硅源和第一溶剂；以sio2计的所述硅源与氧化铝载体的质量比为(0.01-0.5)：1；

5、(2)将第二改性液与所述第一前驱体接触，进行第二改性处理，然后进行第二焙烧，得到第二前驱体；

6、所述第二改性液包括有机胺和第二溶剂，以有机胺质量计的所述第二改性液的用量与氧化铝载体的质量比为(0.5-2)：1；

7、(3)将活性金属组分和可选的助剂组分负载在所述第二前驱体上，然后进行第三焙烧；

8、其中，所述活性金属组分为pt，所述助剂组分选自fe、mo和p中的至少一种。

9、本发明第二方面提供上述的制备方法制得的催化剂；

10、所述催化剂包括载体以及负载在所述载体上的活性组分和可选的助剂组分；所述活性金属组分为pt，所述助剂组分选自fe、mo和p中的至少一种。

11、本发明第三方面提供一种二苯胺脱氢合成含氮杂环化合物的方法，所述方法包括：在脱氢反应条件下，将二苯胺与脱氢催化剂接触；

12、其中，所述脱氢催化剂为第二方面所述的催化剂。

13、本发明的发明人在研究中发现，氧化铝载体表面较高的酸量容易导致催化剂结焦或大分子的生成，这些积碳最终会堵塞催化剂的孔口使催化剂失活，进而影响催化剂的单程使用寿命。同时，氧化铝载体表面较高的酸量容易使二苯胺发生裂解反应，降低了催化剂的选择性。

14、本发明提供的催化剂的制备方法通过对氧化铝载体进行改性，使硅分子与氧化铝载体表面酸性位点相互作用，导致氧化铝载体部分脱羟基、脱铝补硅，以调节氧化铝载体表面酸性位点的数量和强度分布，通过对催化剂载体进行硅处理和有机胺溶液预处理，能够显著提高贵金属的分散度，提高贵金属的利用率，降低催化剂的积碳速率，抑制催化剂表面的异构化反应，提高催化剂的活性和选择性。

15、本发明提供的制备方法制得的催化剂用于二苯胺脱氢合成含氮杂环化合物反应中，能够在温和的反应条件下表现出高反应活性和高选择性。该方法条件温和，操作简单，适合工业化放大生产。

技术特征：

1.一种催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，以sio2计的所述硅源与氧化铝载体的质量比为(0.01-0.2)：1，优选为(0.03-0.05)：1；

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，硅源与第一溶剂的体积比为1：(10-200)，优选为1：(15-120)；

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，以有机胺质量计的所述第二改性液的用量与氧化铝载体的质量比为(0.8-1.2)：1；

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述有机胺选自正丙醇胺、乙醇胺、三乙醇胺、二乙醇胺、异丙醇胺、异丁醇胺和正丁醇胺中的至少一种；

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的制备方法，其中，以元素计，所述活性金属组分和助剂组分的质量比为1：(0.1-10)，优选为1：(1.5-6)；

7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述浸渍液的浓度为0.01-0.2mol/l，优选为0.02-0.1mol/l；

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法，其中，所述制备方法还包括：在氢气条件下，将所述第三焙烧得到的产物进行还原处理；

9.权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制得的催化剂；

10.一种二苯胺脱氢合成含氮杂环化合物的方法，其特征在于，所述方法包括：在脱氢反应条件下，将二苯胺与脱氢催化剂接触；

技术总结本发明涉及催化剂的制备技术领域，公开了一种催化剂的制备方法、催化剂和二苯胺脱氢合成含氮杂环化合物的方法，所述制备方法包括：(1)将包括硅源和第一溶剂的第一改性液与氧化铝载体接触进行第一改性处理，然后进行第一焙烧，得到第一前驱体；(2)将包括有机胺和第二溶剂的第二改性液与第一前驱体接触进行第二改性处理，然后进行第二焙烧，得到第二前驱体；(3)将活性金属组分和可选的助剂组分负载在所述第二前驱体上，然后进行第三焙烧；其中，所述活性金属组分为Pt，所述助剂组分选自Fe、Mo和P中的至少一种。该制备方法制得的催化剂用于二苯胺脱氢合成含氮杂环化合物反应中，具有较高的反应活性和选择性。技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名受保护的技术使用者：北京海望氢能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23