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掺杂多孔碳材料催化硝基苯还原反应的研究进展

2021-03-08卢贝丽刘杏尹铸黄彪

化工进展 2021年2期
关键词:催化剂

卢贝丽,刘杏,尹铸,黄彪

(福建农林大学材料工程学院,福建福州350108)

苯胺是重要的化工原料和合成中间体,其通过进一步转化可以衍生出一系列具有特殊性能的化合物,在制药、印染和精细化工等领域应用广泛[1]。硝基苯还原是合成苯胺的重要方法,受到科研工作者们的持续关注。传统的硝基苯还原反应常需要使用当量的还原试剂如铁粉、锌粉和硫化碱等,试剂消耗量大、反应效率低,同时反应体系中还会产生大量废弃物,增加产物分离提纯的难度,也加剧了日益严峻的能源和环境问题[2]。催化还原法制备苯胺不仅可以提高产物的收率,而且可以减少环境污染,是目前替代传统方法还原硝基化合物的重要方法。开发高效高选择性的硝基苯还原催化剂,是实现硝基苯高值利用和苯胺制造工业进一步发展的前提条件。

碳是自然界中最丰富的元素之一。近年来,碳材料作为一种有效的催化剂或催化剂载体在催化领域得到了广泛应用[3-4]。碳材料包括传统的多孔碳材料和新型碳材料如碳纳米管、石墨烯、富勒烯等。其中,多孔碳材料具有合成方法简单、原料便宜易得、孔隙结构发达可调和比表面积高等许多优点,在硝基苯催化还原反应中具有潜在的应用前景[5-6]。然而,由于缺乏活性位点,直接使用多孔碳材料作为催化剂往往不能满足应用要求。近年来,科研工作者们发现多孔碳材料通过原位掺杂或后处理掺杂的方法可以在碳材料中掺入杂原子如氮、硫、硼等,在水合肼等作为还原剂时可以直接催化硝基苯的还原[7-8]。……

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