本發明涉及催化劑的,尤其是涉及一種用于2-甲基戊二腈加氫的雷尼鎳催化劑的制備方法。
背景技術:
1、雷尼鎳催化劑自1925年首次被報道,至今已成為一種化工生產中常見的工業催化劑。雷尼鎳催化劑通常是由鎳鋁合金經堿液浸取溶去al相制備得到,具有海綿狀、多孔的骨架結構。憑借其具有制備成本低廉、催化活性高等特點,常被用于不飽和烴、羰基、腈基、硝基等的催化加氫。目前,雷尼鎳催化劑在2-甲基戊二腈加氫反應中存在的主要問題是對目標產物2-甲基戊二胺的選擇性偏低。在較高的反應溫度和壓力下還會產生較多不可利用的重質產物。
2、目前,關于2-甲基戊二腈催化加氫的相關文獻報道較少,多集中于反應工藝方面,使用的催化劑的制備方法鮮有描述。專利cn111644196公開了一種采用復合催化體系的甲基戊二胺高選擇性制備方法。所述復合催化劑體系包括改性的負載型ni/co主催化劑,以及作為助催化體系的摻雜型硅鋁基分子篩第二催化劑,盡管目標產物2-甲基戊二胺的選擇性不低于80%,但復合催化劑制備復雜,難以大批量生產,其中還摻雜了稀土金屬,成本高昂。專利cn101990532公開了一種甲基戊二胺及甲基哌啶的制備方法,該方法使用的催化劑基于用鎳和鉻摻雜的雷尼鈷,產物2-甲基戊二胺的選擇性不超過80%。同時催化劑的制備方法未進行描述,催化劑的穩定性也未考察。
3、綜上所述,為了進一步拓展雷尼鎳催化體系在2-甲基戊二腈加氫方面的應用,對雷尼鎳催化劑進行改性摻雜,以期得到一種簡單、可批量生產的制備方法,同時能提高2-甲基戊二胺的收率。
技術實現思路
1、為了解決上述的技術問題,本發明提供了一種用于2-甲基戊二腈加氫的雷尼鎳催化劑的制備方法,以摻雜金屬元素的雷尼鎳為載體,引入含鈦源水溶液進行負載,所得雷尼鎳催化劑表面能夠均勻分布大量活性點位,并且金屬協同效果更佳,將其用于2-甲基戊二腈加氫反應,能夠得到更高的反應選擇性和轉化率,并且該催化劑使用5次后穩定性不變,仍具有較高的催化活性。
2、本發明的目的通過以下技術方案予以實現:
3、本發明提供了一種用于2-甲基戊二腈加氫的雷尼鎳催化劑的制備方法,包括如下步驟:
4、(1)將原料合金nialx粉碎成粉末;x為mo、fe、cr中的一種或多種;
5、(2)將合金粉末加入到堿液中,邊攪拌邊超聲處理,然后加熱浸取,過濾,得到固體;
6、(3)將固體加入含鈦源水溶液中浸泡處理,過濾,得到雷尼鎳催化劑。
7、本發明通過將摻雜金屬x的鎳鋁合金作為載體,先采用堿液刻蝕載體除去部分al,再將其浸泡于含鈦源水溶液中進行鈦離子負載,所得雷尼鎳催化劑表面能夠均勻分布大量活性位點。并且,雷尼鎳催化劑中含有的金屬元素協同配合能夠在2-甲基戊二腈加氫反應中具有更高的反應選擇性和轉化率,再加上,通過對于原料合金的配比、堿液的處理條件以及含鈦源水溶液的濃度等條件的協同控制,使得所得雷尼鎳催化劑中的金屬配比更適用于2-甲基戊二腈加氫反應,具有更好的催化效果的同時,具有更高的結構穩定性,重復使用5次后的催化活性不變。
8、作為優選,步驟(1)中,所述原料合金nialx中,ni含量為40-60wt%,al含量為35-55wt%,余量為x。更優選的,所述原料合金nialx中,ni含量為49-50wt%,al含量為48-49wt%,余量為x。
9、作為優選,步驟(1)中,所述粉末的粒徑為40-120目,更優選的,粒徑為60-100目。
10、作為優選,步驟(2)中,所述堿液的濃度為15-30wt%,更優選的,濃度為20-30wt%;所述堿液為強堿溶液,更優選為氫氧化鈉溶液和/或氫氧化鉀溶液。
11、作為優選,步驟(2)中,所述超聲處理的時間為10-60min,更優選的,時間為10-30min;所述加熱浸取的溫度為25-85℃,同時進行攪拌,浸取時間為30-100min;更優選的,加熱浸取的溫度為50-85℃,同時進行攪拌,浸取時間為60-100min。
12、作為優選,步驟(3)中,所述含鈦源水溶液的濃度為0.1-10wt%,更優選的,濃度為3-6wt%。
13、作為優選,步驟(3)中,所述鈦源包括偏鈦酸鈉、鈦酸鉀和三氯化鈦中的一種或多種。
14、作為優選,步驟(3)中,所述浸泡處理為在50-90℃下浸泡3-10h,更優選的,浸泡處理為在70-90℃下浸泡4-8h。
15、作為優選,步驟(3)中,浸泡處理完成后,經過濾得到固體,將該固體用去離子水、無水乙醇洗滌,即得雷尼鎳催化劑,將所得催化劑保存于無水乙醇中,待用。
16、作為優選,所述雷尼鎳催化劑中ni和al的總含量為93-97.6wt%,ti的含量為0.1-5wt%,余量為x。更優選的,所述雷尼鎳催化劑中ni和al的總含量為93-97.6wt%,ti的含量為1-5wt%,余量為x。
17、與現有技術相比,本發明具有以下有益效果:本發明以摻雜金屬元素x的雷尼鎳為載體,引入含鈦源水溶液進行負載改性,得到的雷尼鎳催化劑表面均勻分布大量活性點位,用于2-甲基戊二腈加氫反應,能夠得到較高的目標產物2-甲基戊二胺選擇性,并且,催化劑使用5次后穩定性不變。
1.一種用于2-甲基戊二腈加氫的雷尼鎳催化劑的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
2.根據權利要求1所述用于2-甲基戊二腈加氫的雷尼鎳催化劑的制備方法,其特征在于,步驟(1)中,所述原料合金nialx中,ni含量為40-60wt%,al含量為35-55wt%,余量為x。
3.根據權利要求1或2所述用于2-甲基戊二腈加氫的雷尼鎳催化劑的制備方法,其特征在于,步驟(1)中,所述粉末的粒徑為40-120目。
4.根據權利要求1所述用于2-甲基戊二腈加氫的雷尼鎳催化劑的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,所述堿液的濃度為15-30wt%;所述堿液為強堿溶液。
5.根據權利要求1或4所述用于2-甲基戊二腈加氫的雷尼鎳催化劑的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,所述超聲處理的時間為10-60min;所述加熱浸取的溫度為25-85℃,同時進行攪拌,浸取時間為30-100min。
6.根據權利要求1所述用于2-甲基戊二腈加氫的雷尼鎳催化劑的制備方法,其特征在于,步驟(3)中,所述含鈦源水溶液的濃度為0.1-10wt%。
7.根據權利要求1所述用于2-甲基戊二腈加氫的雷尼鎳催化劑的制備方法,其特征在于,步驟(3)中,所述鈦源包括偏鈦酸鈉、鈦酸鉀和三氯化鈦中的一種或多種。
8.根據權利要求1或6或7所述用于2-甲基戊二腈加氫的雷尼鎳催化劑的制備方法,其特征在于,步驟(3)中,所述浸泡處理為在50-90℃下浸泡3-10h。
9.根據權利要求1或6或7所述用于2-甲基戊二腈加氫的雷尼鎳催化劑的制備方法,其特征在于,步驟(3)中,浸泡處理完成后,經過濾得到固體,將該固體用去離子水、無水乙醇洗滌,即得雷尼鎳催化劑,將所得催化劑保存于無水乙醇中,待用。
10.根據權利要求1所述用于2-甲基戊二腈加氫的雷尼鎳催化劑的制備方法,其特征在于,所述雷尼鎳催化劑中ni和al的總含量為93-97.6wt%,ti的含量為0.1-5wt%,余量為x。