苯胺缩合制备二苯胺催化剂的研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:op0034
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二苯胺及其下游产物在橡胶、染料、医药等行业中有很好的发展前景。目前工业上较为普遍的二苯胺生产方法是使用苯胺通过缩合反应来合成二苯胺。原料苯胺的单程转化率较低,对苯胺缩合起到催化作用的活性中心也不清楚。本文拟对苯胺缩合制备二苯胺的分子筛催化剂进行考察,同时结合表征结果对催化反应进行的活性中心及反应机理进行探讨。选择Hβ分子筛作为催化剂原材料,进行硅铝比、焙烧温度的考察。结果表明,硅铝比为25的Hβ分子筛具有较好的催化活性,最佳焙烧温度为550℃。提高焙烧温度从550℃到750℃,Hβ分子筛孔径由118.68 A增加至283.19 A,但由于总酸量及B/L下降,催化活性降低。说明Hβ分子筛中B酸与强酸酸量和反应活性密切相关。采用硝酸与盐酸两种试剂对Hβ分子筛进行酸处理,脱除非骨架铝和过渡态铝,以获得更好的孔性质。研究发现,使用0.5 mol/L的无机酸处理后Hβ分子筛的孔容与比表面积增大,但由于其中强酸酸量由改性前的0.242 mmol/g 减少至 0.079 mmol/g(硝酸)与 0.100 mmol/g(盐酸),而B酸的酸量由改性之前的0.413 mmol/g减少至0.090 mmol/g(硝酸)与0.225 mmol/g(盐酸),最终使得二苯胺产率反而下降,进一步证实B酸与强酸含量与催化活性有关。对比同浓度硝酸与盐酸的改性效果,认为盐酸中卤素的存在可以促进反应进行。分别考察了 F、Cl、Br三种卤素的改性效果,并将NH4F与(NH4)2SiF6两种氟盐进行了对比。最佳改性条件为使用0.125 mol/L的NH4F溶液对催化剂进行处理,B酸酸量由0.413 mmol/g增加至0.493 mmol/g,强酸酸量却降低,此时二苯胺收率可提升至34.68%。结合表征结果认为B酸是催化反应的活性中心。对反应的实验条件进行探究并对反应机理进行推测,最佳反应温度为340℃,原料中添加水会抑制反应的进行,催化剂经失活再生后活性可以基本恢复。苯胺与苯酚或可在Hβ分子筛的作用下发生反应,为工业合成路径提供了新的研究方向。
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