一种用于5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂及其制备方法与应用

本发明涉及于5-硝基苯并噻唑抗硫加氢反应，更具体地，涉及一种用于5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、5-氨基苯并噻唑(5-aminobenzothiazole，简称5-abt)属于苯并噻唑类衍生物，在抗癌、抗肿瘤、抗炎、除草等方面有所应用，具有广谱的生物活性，在医药，农业以及环境科学等领域都展现了其重要的应用价值。

2、对于5-氨基苯并噻唑的合成主要依靠有机合成手段，不仅步骤复杂，同时对于5-氨基苯并噻唑的加氢反应过程存在不可忽视的催化剂硫中毒问题。其中，硫原子一方面极易吸附到金属表面，占据活性位点，阻止底物分子的吸附和反应；同时也可能与金属发生反应，形成金属硫化物，造成活性位点的丧失；另一方面硫原子与金属的吸附也可能改变催化剂的结构和电子结构，造成催化剂硫中毒。这都会对催化反应产生相当不利的影响。

3、因此，高效抗硫的催化剂用于5-氨基苯并噻唑的催化仍是研发热点和难点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂及其制备方法与应用，与传统负载型贵金属催化剂相比，本发明由非贵金属ceo2载体及其附着在非贵金属ceo2载体上的活性组分组成，由于采用贵金属-非贵金属ceo2协同作用，使得所需的贵金属含量大大降低，节约了成本，具有较高的经济性，且具有很高的催化活性、较强的抗硫性能。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种一种用于5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂，包括载体及负载于其上的活性组分；所述活性组分通过过饱和浸渍法以原子级团簇形式负载于所述载体表面；所述活性组分为贵金属；所述载体为脲素经沉积沉淀法制备得到的ceo2载体；所述活性组分占所述ceo2载体质量的0.1wt％～2.0wt％。

4、本发明还公开了一种如上述的用于5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5、(1)将脲素、六水合硝酸铈溶于去离子水中，得到澄清溶液；

6、(2)将所述澄清溶液在80℃～120℃条件下进行油浴反应9h～12h，得到白色浑浊溶液；

7、(3)将所述白色浑浊溶液进行抽滤和洗涤，得到第一固体；

8、(4)将所述第一固体干燥后，在300℃～500℃保留4h～6h，得到ceo2载体；

9、(5)将贵金属盐溶于去离子水中，得到贵金属盐溶液；

10、(6)将所述ceo2载体分散于水中后，与所述贵金属盐溶液进行混合，并经旋蒸、干燥，得到第二固体；

11、(7)将所述第二固体在氢气气氛下进行焙烧，得到所述5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂。

12、本发明还公开了一种如上述的5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂，或如上述的制备方法制备得到的5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂在5-硝基苯并噻唑加氢反应中的应用。

13、实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

14、(1)本发明提供的催化剂与传统负载型贵金属催化剂相比，由非贵金属ceo2载体及其附着在非贵金属ceo2载体上的活性组分组成，由于采用贵金属-非贵金属ceo2协同作用，使得所需的贵金属含量大大降低，节约了成本，具有较高的经济性。

15、(2)本发明提供的催化剂通过脲素沉积沉淀法以及过饱和浸渍法制备，制备方法简单易于操作，活性组分分散均匀，且制备得到的催化剂具有很高的催化活性、较强的抗硫性能。

16、(3)本发明提供的催化剂在温和条件下，使用绿色氢气作为氢源可对5-硝基苯并噻唑进行催化加氢生成5-氨基苯并噻唑，提供一种操作简单，污染少的5-氨基苯并噻唑合成方法。

17、综上，本发明所制备的5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂用于5-硝基苯并噻唑加氢反应，能够快速得到具有很高的催化活性、较强的抗硫性能5-氨基苯并噻唑。本发明的催化剂制备工艺简单、容易操作、成本低，环境友好，并且催化剂在含硫硝基底物加氢中活性高，稳定性好，产品与催化剂易分离。本发明为5-氨基苯并噻唑的合成提供了一种高效、环保的方法。

技术特征：

1.一种用于5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂，其特征在于，包括载体及负载于其上的活性组分；所述活性组分通过过饱和浸渍法以原子级团簇形式负载于所述载体表面；

2.根据权利要求1所述的用于5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂，其特征在于，所述贵金属包括为pt、pd、ru、au、ag和ir中的一种或两种以上。

3.根据权利要求2所述的用于5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂，其特征在于，所述贵金属包括pt和ru；所述pt和ru的物质的量比为1：1～1：10。

4.一种如权利要求1-3中任意一项所述的用于5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的用于5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述澄清溶液中脲素、六水合硝酸铈和去离子水的摩尔比为5：1：20～20：1：20。

6.根据权利要求4所述的用于5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，升温速率为5℃/min～10℃/min；所述干燥的温度为60℃～110℃；所述干燥的时间为8h～12h。

7.根据权利要求4所述的用于5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述贵金属盐溶液中贵金属离子浓度为5mg/ml～10mg/ml。

8.根据权利要求4所述的用于5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，所述旋蒸的温度为40℃～60℃，所述干燥的温度为60℃～80℃。

9.根据权利要求4所述的用于5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，所述焙烧的升温速率为1℃/min～5℃/min；所述焙烧的温度为160℃～500℃；所述焙烧的时间为1h～2h。

10.一种如权利要求1-3中任意一项所述的5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂，或如权利要求4-9中任意一项所述的制备方法制备得到的5-硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂在5-硝基苯并噻唑加氢反应中的应用。

技术总结
本发明公开了一种用于5‑硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂及其制备方法与应用，催化剂包括载体及负载于其上的活性组分；活性组分通过过饱和浸渍法以原子级团簇形式负载于载体表面；活性组分为贵金属；载体为脲素经沉积沉淀法制备得到的CeO<subgt;2</subgt;载体；活性组分占CeO<subgt;2</subgt;载体质量的0.1wt％～2.0wt％。本发明制备的5‑硝基苯并噻唑抗硫加氢催化剂用于5‑硝基苯并噻唑加氢反应，能够快速得到具有高催化活性、较强的抗硫性能5‑氨基苯并噻唑。本发明的催化剂制备工艺简单、容易操作、成本低，环境友好，并且催化剂在含硫硝基底物加氢中活性高，稳定性好，产品与催化剂易分离。本发明为5‑氨基苯并噻唑的合成提供了一种高效、环保的方法。

技术研发人员：任小敏,张以沫,姜松,韩雨
受保护的技术使用者：大连交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23