负载型Au-Ni合金催化剂应用于芳香硝基化合物选择加氢反应

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载体对镍基催化剂催化氯代硝基苯加氢性能的影响

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高 速搅拌 下 及 N 气保 护 下 以 1mL mi / n的滴 加 速 度 将 ~ 定 量 的 3 mo/ H ( : lL KB [ Ni +)
行B ) ( H一 一1: ] 2 加入 到浸 有 载体 的 NiNO。:乙 ( )
醇溶 液 中 ( Na 用 OH 溶 液 调节 KB H 溶 液 p H≈ 1) 2 使负 载 于 C s上 的 Nj 还 原 , 加 至 无 气 NT 滴
ri 和 AC为载体 ( , rO M)采用 浸渍一 学还原 法制 化
备 了一 系列 Ni — B负 载 型非 晶态 合 金 催 化 剂 ( — Ni
B M) / 。并 将 Ni / 用 于催 化 3种 氯 代 硝 基 苯 — M B
( a l ) 相加 氢 合 成 相 应 的氯 代 苯胺 的反 应 。 1~ c 液
( 渭南 师 范 学 院 化 学 与生 命 科 学 学 院 , 西 渭 南 74 0 ) 陕 1 00
摘 要 : 别 以碳 纳 米 管 ( NTs 、 iz T 0 、 Al 、 0 i 、 i) TO 分 C ) SO 、 i z z Ti2S0zs( 一 ie和 活 性 炭 ( C) 载 O。 _ 2 A 为 体 , NiB为 活性 组 分 , 用 浸 渍一 学还 原 法制 备 了一 系列 负载 型 N 以 、 采 化 i B非 晶 态 合 金 催 化 剂 , 用 了电 采 感耦 合 等 离子体 光谱 、 射 线 衍 射 、 射 电子 显 微 镜 、 示 扫描 量 热 等手 段 研 究 了催 化 剂 的 非 晶 性 质 、 X 透 差 结 构 、 子 大 小 、 的担 载 量及 催 化 剂 的 热稳 定性 。 以 3种 氯 代 硝 基 苯 液 相 加 氢 为 目标 反 应 , 各 种 催 化 粒 Ni 对

负载Ni-B非晶态合金催化剂在氯代硝基苯加氢反应中的催化性能研究

负载Ni-B非晶态合金催化剂在氯代硝基苯加氢反应中的催化性能研究

中图分 类号 : 6 3 0 4
A t d n t e h dr g na i n p o e te f c l r n t o e z n v r s u y o h y 0 e t0 r p r i s o h o o ir b n e e o e
s p o t d NiB m o p o s a l y c t l s u p re - a r h u l aay t o
西北大学学 报(自然科学版 ) 2 1 4月 , 4 00年 第 | D卷第 2期 , p.2 1 V 14 , o2 A r,00,o. O N .
Ju a o otw s U iesy ( a rl c neE io ) o r l f r et nvrt N t a S i c dtn n N h i u e i
YANG h — i S id ,TANG a y u,W ANG a g a ,ZHANG n —i F —o Xin — i Ho g l
( . eat et f hm syadC e cl nier g We a eces nvrt, ia 00, h a 1D pr n o e ir n hm a E gne n , i T ahr U ie i Wenn7 40 C i ; m C t i i n n sy 1 n
2 C l g f hm sya dMae a S i c ,hax N r a U i ri , i 10 2 C ia . o eeo C e ir tr c ne San i om l n e t X 7 0 6 , hn ) l t n i l e vs y a n
摘要: 目的 制 备 氯 和 研 究 了氯 代 硝 基 苯 液 相 加 氢 选 择 性 催 化 剂 。 方 法 分 别 以 纳 米 碳 管

负载型纳米贵金属催化剂的催化氢化反应研究

负载型纳米贵金属催化剂的催化氢化反应研究
Ab t a t T e ih y ip re s p o e n b e sr c : h h g l d s e s d u p r d o l mea c tl ss t t l a ay t we e r p r d n t er a ayi r p e a e a d h i c t l t c
K 电流 3 A, V, 5m 扫描范围: 5 , 采 用 P IIS公 司 T C A F 3 E H LP E N I一 0F G型 高分辨 电 子显微镜(E 测定 , 品测定以乙醇 为分散剂。x射线光 电 T M) 样
子能谱 ( x s¥ 试在 英 国 K a s S M 0 即 P) ̄ J rt A 8 0型 电子能 谱仪 oX
摘 要 :研究了负载型的高分散纳米贵金属催化剂和含钌的双金属催化剂对 2 吡啶甲酸甲酯加氢反应的催化活性。 一 结
果表 明, 单金属催化剂 R ( / u 5%) C对吡啶及其衍生物具有较好 的催化活性。 X D H T M和 X S 用 R 、R E P 对还原后 的 R / uC催化剂表 征, 表明钌处于高分散零价态 , 其平均粒径小于 5n m。在 5 、. MP 0o 5 a的条件下 , C 0 催化 2 吡啶甲酸 甲酯 , 一 其加氢转化率达 10 0
上进行 , Mg靶 , a辐射 ,电流 1 K 2mA,电压 1 V, s 3m c 1
(b 2 48e ) 内标 。 E =8. V 为
其衍生物催化氢化 , 可以方便 的得到此类化合物 。近年来 的 研究主要集 中在 吡啶及其衍 生物 的催 化加 氢方 面 。如 : 以 P/ hC或 P/ 催 化 剂 , 将 2 dC为 可 一甲基 烟 酸 甲酯催 化加 氢 制 得
c mp e ey c n e e o me h l仅一 p pe d n t h e e tvt f1 0% a d T e c o 1 . o l tl o v r d t t y t i r i e wi t e s lc iiy o 0 i h n OF r a h t 0 Ke r s Ru C;meh lo- c ln t;h d o e a in y wo d : / ty tpio i a e y r g n to ;meh lo- pe d n t y t pi r i e i

活性炭负载Pt-Ni双金属催化剂上甘油水溶液原位加氢反应性能

活性炭负载Pt-Ni双金属催化剂上甘油水溶液原位加氢反应性能

活性炭负载Pt-Ni双金属催化剂上甘油水溶液原位加氢反应性能孔丹旎;江涛;张一颖;曹发海【摘要】A series of activated carbon supported Pt-M( M=Fe, Ni, Co, Zn, Cu) bimetallic catalysts was prepared via KBH4 reduction method for glycerol in situ hydrogenolysis to produce 1, 2-propanediol. The results showed that Pt-Ni/AC catalyst with a Pt loading ( mass fraction ) of 2. 0% and aPt/Ni mass ratio of 1:1 displayed excellent performance at 220℃ under 1. 0 MPa of N2 after 8 h reaction time, with a high selec-tivity of 60. 5% and a conversion of 98. 7%. In addition, the prepared Pt-Ni/AC had a good catalytic stabili-ty, which kept a high activity even after five cycles catalytic evaluation. The results from the characterization of catalysts by N2 physisorption, XRD, TEM and XPS indicated that nanoparticles with an average size of ca. 2 nm were uniformly dispersed on the support. And the majority of metals in nanoparticles are present in the zerovalent metallic state. The formation of Pt-Ni phase due to the incorporation of Ni in the Pt lattice was responsible for the strong interaction between Pt and Ni metal. The catalytic performance of Pt-Ni/AC was compared with that of Pt/AC and Ni/AC, it was clearly observed that Pt could promote the aqueous phase reforming of glycerol to hydrogen, and Ni could facilitate the hydrogenolysis of glycerol. The unique perfor-mance of Pt-Ni/AC bimetallic catalysts was attribute to the the synergistic effect between Pt and Ni.%采用KBH4液相还原法制备了系列活性炭( AC)负载的Pt-M( M=Fe, Ni,Co, Zn, Cu)双金属催化剂,考察了该系列催化剂对甘油水溶液原位加氢制备1,2-丙二醇反应的催化性能.结果表明,当Pt负载量(质量分数)为2.0%, Pt/Ni质量比为1:1时,在220℃和1.0 MPa氮气压力下反应8 h,2%Pt-2%Ni/AC催化剂上甘油转化率和1,2-丙二醇选择性分别达到98.7%和60.5%;且在5次重复使用过程中,催化剂保持较高的稳定性.采用氮气物理吸附-脱附实验、X 射线衍射( XRD)、透射电子显微镜( TEM)、选区电子衍射( SAED)及X射线光电子能谱( XPS)等对催化剂的结构和形貌进行了表征.结果表明,粒径约为2 nm的纳米颗粒在活性炭载体上均匀分散,纳米粒子中金属多以还原态形式存在, Ni原子进入Pt晶格中形成的Pt-Ni物种使Pt与Ni之间表现出强相互作用力.通过比较Pt/AC, Ni/AC与Pt-Ni/AC双金属催化剂的催化性能,推断Pt能够促进甘油水溶液重整而Ni有利于氢解反应, Pt-Ni金属间协同作用是Pt-Ni/AC催化剂对甘油原位加氢反应具有优良催化性能的重要原因.【期刊名称】《高等学校化学学报》【年(卷),期】2016(037)006【总页数】8页(P1140-1147)【关键词】甘油水溶液;原位加氢;双金属催化剂;液相还原;1 ,2-丙二醇【作者】孔丹旎;江涛;张一颖;曹发海【作者单位】华东理工大学大型工业反应器教育部工程研究中心,上海200237;华东理工大学大型工业反应器教育部工程研究中心,上海200237;华东理工大学大型工业反应器教育部工程研究中心,上海200237;华东理工大学大型工业反应器教育部工程研究中心,上海200237【正文语种】中文【中图分类】O643随着能源短缺及环境问题的日益凸显, 生物柴油因具有良好的可再生性、环境友好及使用安全等优点而得到快速发展, 但工业上广泛采用的酯交换法生物柴油生产工艺会产生大量副产物甘油, 对其深度加工及高附加值利用是目前解决甘油过剩及降低生物柴油生产成本的有效途径[1,2], 因此, 甘油氢解工艺制备1,2-丙二醇(1,2-PDO)、 1,3-丙二醇和乙二醇等二元醇过程中的催化剂研究备受关注[3~5]. 然而, 氢气在使用过程中存在较大安全隐患, 且氢气分子在甘油水溶液中的低溶解性使甘油氢解过程需要高压操作才能达到一定的反应速率[6], 这在很大程度上限制了甘油氢解工艺的商业化发展. D’Hondt等[7]针对外部供氢的缺陷, 提出了将甘油液相重整制氢与加氢工艺相结合的原位加氢构想, 将甘油液相重整产生的活性氢直接用作甘油分子氢解反应的氢源, 避免了外供氢工艺存在的诸多弊端.甘油原位加氢反应催化剂需兼具催化甘油水相重整制氢和脱水加氢的双重性能. Roy等[8]结合了金属Pt能够促进甘油水溶液重整及Ru有利于氢解反应的特点, 采用5%Ru/Al2O3和 5%Pt/Al2O3(质量分数)的混合催化剂于493 K和1.4 MPa 氮气压力下催化甘油原位加氢, 结果表明, 质量比为1∶1的混合催化剂比单一催化剂具有更优良的催化特性, 甘油转化率和1,2-丙二醇选择性分别达到50.1%和47.2%. Yin等[9]采用Raney Ni催化剂于453 K和0.1 MPa氮气压力下催化无外供氢的甘油氢解反应, 反应1 h后甘油几乎完全转化, 丙二醇选择性达到43%. Barbelli等[10]考察了Pt-Sn/SiO2催化剂在无外供氢条件下对甘油氢解反应催化性能的影响, 发现在473 K, Sn/Pt质量比为0.2及0.4 MPa氮气压力下1,2-丙二醇选择性为59%, 甘油转化率为54%, 并认为Pt-Sn金属间强相互作用促进了C—O键和C—C键的断裂.活性炭负载Pt催化剂具有较高的甘油液相重整制氢催化活性[11], 此类催化剂可利用液相还原即通过控制还原过程中溶解态的分子或金属离子结晶过程, 得到高度分散的Pt纳米粒子. 虽然金属Pt能较好地催化甘油液相重整制氢反应, 但对甘油氢解制1,2-丙二醇的催化性能较差, 因此可通过加入促进C—O键断裂加氢的过渡金属(如Fe, Ni, Co, Zn, Cu等)改性Pt/C催化剂, 使其成为催化甘油原位加氢反应的双功能催化剂. 利用液相还原制备的Pt-M双金属催化剂因形成了Pt-M纳米合金颗粒使催化活性显著提高, 从而被广泛应用于催化加氢反应中[12~16].基于此, 本文采用KBH4液相还原法制备了系列活性炭(AC)负载的Pt-M(M=Fe, Ni, Co, Zn, Cu)双金属纳米催化剂, 并用于催化甘油水溶液原位加氢制备1,2-丙二醇反应. 通过比较甘油水溶液原位加氢反应催化性能, 筛选出性能最优的Pt-Ni/AC 催化剂. 在此基础上, 分别考察Pt/Ni质量比、反应温度、氮气初始压力和反应时间等因素对反应速率、甘油转化率和产物选择性的影响, 结合催化剂的表征结果研究了双金属间协同作用对于甘油原位加氢产物分布的影响.1.1 试剂活性炭(AC)购于荷兰NORIT公司; 硼氢化钾(分析纯, 纯度98%)购于上海天莲化工科技有限公司; 其余试剂均为分析纯, 购于国药集团化学试剂有限公司; 所用溶液均用三次蒸馏水配制.1.2 催化剂的制备将活性炭用5%(质量分数)稀HNO3在90 ℃下回流6 h后, 抽滤, 洗涤至中性, 于60 ℃真空干燥12 h. 将一定量H2PtCl6·6H2O分别溶解于Ni(NO3)2·6H2O, Co(NO3)2·6H2O, Fe(NO3)3·9H2O, Zn(NO3)2·6H2O及Cu(NO3)2·3H2O的乙醇/水(体积比7∶3)溶液中, 将经过预处理的活性炭载体浸于上述盐溶液中, 超声振荡15 min后搅拌4 h; 加入0.5%(质量分数) KOH溶液调节pH=9~10, 剧烈搅拌下再缓慢滴加0.2 mol/L KBH4溶液进行液相还原, 溶液中有大量气泡产生, 室温下搅拌4 h后, 加入10%(质量分数) HNO3溶液调节溶液至酸性, 过滤分离出黑色沉淀物, 用去离子水洗涤至滤液pH=7, 于80 ℃真空干燥8 h得到Pt-M/AC双金属催化剂. 作为对比, 采用H2PtCl6·6H2O和Ni(NO3)2·6H2O分别制备与Pt-Ni/AC催化剂负载量相同的Pt/AC和Ni/AC单金属催化剂.1.3 催化剂的表征采用Micromeritics ASAP 2020M 型吸附仪, 在液氮环境下进行催化剂的氮气吸附-脱附实验, 采用BET(Brunauer-Emmett-Teller)法计算其比表面积,BJH(Barrett-Joyner-Halenda)法计算其孔容和平均孔径. X射线粉末衍射谱在Rigaku D/max-2550型衍射仪上测定, 采用CuKα射线源(λ=0.1544 nm), 管电压40 kV, 管电流100 mA, 扫描范围为2θ=10°~80°. 透射电子显微镜(TEM)测定采用JEOL-JEM 2100型高分辨电子显微镜, 操作电压200 kV, 测试前将催化剂样品加入乙醇中超声振荡使其均匀分散, 取一滴溶液滴在铜网上, 烘干后测样. X射线光电子能谱(XPS) 测试在Perkin-Elmer PHI 5000C ESCA型能谱仪上进行, AlKα射线源, 各元素结合能均采用外源碳的C1s峰(结合能284.6 eV)进行标定.1.4 催化性能评价甘油水溶液原位加氢反应在配有磁力搅拌和温控系统的50 mL不锈钢间歇反应釜中进行, 向反应釜中加入0.2 g催化剂和15 g 10%(质量分数)甘油水溶液, 封闭反应釜后通氮气5次置换出釜内空气, 控制搅拌速度为500 r/min, 通氮气至1 MPa 压力, 将反应温度达到设定温度的时间点记为初始反应时间, 磁力搅拌8 h后反应停止, 冷却至室温. 当考察反应条件影响时, 改变其中一个变量而保持其它变量不变. 液相产物采用配备FID检测器和HP-INNOWAX型色谱柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)的GC900C型气相色谱仪进行分析, 以正丁醇为内标物; 气相产物通过配有TCD检测器及3mTDX-01不锈钢填充柱的GC-900C型气相色谱仪进行分析. 甘油转化率定义为反应消耗的甘油与反应初始加入甘油的摩尔比; 选择性定义为反应生成产物与消耗甘油的摩尔比[17]; 反应速率定义为单位反应时间内, 单位质量催化剂上反应物甘油转化的摩尔量.2.1 Pt-M/AC催化剂的物理化学性能活性炭负载2%Pt-2%M(质量分数)催化剂的物理化学性能参数列于表1.由表1数据可知, 各催化剂的孔径分布主要集中在4~6 nm之间, 为介孔结构. 与载体孔结构数据相比, Pt-M/AC催化剂的比表面积、孔容及平均孔径均有所降低, 这是由于金属颗粒阻塞了活性炭(AC)的部分孔道所致. 各催化剂上金属颗粒粒径由其TEM图粒径分布统计得到, 除Pt-Cu/AC催化剂上金属颗粒平均粒径达到4.9 nm外, 其它催化剂上粒径尺寸均约为2 nm, 为纳米尺度金属颗粒.图1(A)为反应前Pt-M/AC[M=Ni, Co, Fe, Zn, Cu;m(Pt)/m(M)=1∶1]催化剂的XRD谱图, 所有催化剂在2θ=26.5°处的尖锐衍射峰为AC(002)特征峰, 在2θ=40°, 47°, 68°附近出现了3个宽而平的特征峰, 分别对应Pt的面立方体(fcc)结构中(111), (200)和(220)晶面, 结合Pt-Ni/AC催化剂TEM照片(图2), Pt-Ni/AC催化剂粒径在1.2~3.2 nm之间, 晶粒较小, 且分散度较高, 导致半峰宽扩展, 加之各催化剂中金属含量低, 造成衍射峰强度较低. 采用电感耦合等离子体光谱(ICP)测得催化剂中B元素含量为0.0019%, 排除了催化剂中形成Ni-B非晶态合金的可能. 与Pt/AC催化剂XRD谱图[图1(A)谱线b]相比, Pt-M/AC催化剂的衍射峰向高角度发生了少许偏移.图1(B)为Pt-M/AC催化剂参与甘油原位加氢反应后的XRD谱图, 可见催化剂中金属Pt的衍射峰强度增加, 但出峰位置未发生改变, 说明反应后催化剂物相并未发生改变, 但由于反应过程中金属粒子发生少量团聚, 使粒径增加, 因而衍射峰强度增加. 与反应前相同, 相比于Pt/Ac催化剂, Pt-M/AC催化剂的衍射峰向高角度方向移动, 研究[18]表明, 衍射峰的偏移量与金属M(M=Ni, Co, Fe, Zn, Cu)含量有关, 金属M 含量越高, 衍射峰偏移量越大. 这是由于金属M的加入使Pt的fcc结构发生晶格收缩, 在Pt和金属M共同沉积在活性炭的过程中, M原子随机替代晶格中Pt原子的位置从而形成了Pt-M物种(可能为合金), 使Pt-M间产生了较强协同作用, 由于加入的过渡金属(Ni, Co和Fe等)原子尺寸小于Pt, 使Pt的原子间距离减小, 因而衍射峰向高角度方向移动[12~14]. 在反应前后的催化剂中均未发现Ni以及其氧化物, 这进一步说明Ni原子进入了Pt晶格[19].为进一步研究催化剂形貌在催化过程中是否发生了变化, 对反应前后Pt-Ni/AC催化剂进行了TEM表征. 图2(A)为反应前Pt-Ni/AC催化剂的TEM照片, 可见活性组分Pt和Ni分散在载体活性炭表面, 颗粒粒径较小, 平均粒径为2.09 nm, 颗粒大小均匀. 图2(A)中插图的Pt-Ni/AC催化剂选区电子衍射(SAED)图为条纹衍射环, 并分散着一些衍射斑点, 说明形成了纳米晶体结构. 图2(B)为Pt-Ni/AC催化剂的HRTEM照片, 图中纳米粒子晶格间距为0.223 nm, 处于Ni(111)面的晶面间距(0.2034 nm)[20]与Pt(111)面的晶面间距(0.23 nm)[21]之间, 可归属于PtNi的fcc结构中的(111)晶面[14], 这说明Ni进入Pt原子晶格中造成晶格收缩, 形成了Pt-Ni双金属纳米颗粒. 图3为Pt-Ni/AC催化剂催化甘油原位加氢反应5次后的TEM照片, 粒径区间为2.57~5.53 nm, 平均粒径达到3.97 nm, 说明催化剂在反应条件下发生了一定程度的团聚, 导致粒径增大, 这与反应后Pt-Ni/AC催化剂XRD衍射峰强度增大的结论一致.图4为Pt-Ni/AC的Pt4f和Ni2p的XPS谱图. 图4(A)中结合能位于70.7eV(Pt4f7/2)和74.1 eV(Pt4f5/2)处的2个最强峰的峰面积比约为4∶3, 可归属于金属态Pt0[22], 说明催化剂中的Pt已经被KBH4充分还原为金属态, 与Pt金属理论值的71.2 eV(Pt4f7/2)和74.4 eV(Pt4f5/2)相比, Pt-Ni/AC中Pt的谱峰向负方向偏移, 这可能是由于Pt-Ni金属间的强相互作用使Ni向Pt发生电子转移, 改变了Pt的电子结构[16]. 71.9 eV(Pt4f7/2)和75.8 eV(Pt4f5/2)处的谱峰为PtO或Pt(OH)2中Pt2+的谱峰. 由XPS谱图可知, Pt-Ni/AC中的Pt包含78.7%的金属态Pt和21.3%的Pt2+[PtO或Pt(OH)2]. 由图4(B)可见, Ni包括金属态Ni0, Ni 氧化物和氢氧化物, 在Ni2p3/2区域谱图中可以看出, 在主峰旁较强的信号峰是由于多电子激发而产生的震激峰. 此外, 结合能为852.8, 853.8, 855.6, 857.4 eV处的Ni2p3/2XPS峰可分别归属于Ni0, NiO, Ni(OH)2和NiOOH[23]. Pt-Ni/AC催化剂上Ni元素价态以+2价为主, 这是由于在此还原条件下Pt前驱体比Ni更易被还原, 而催化剂表面金属态Ni较易于发生氧化. 研究[24]表明, 随着Pt/Ni质量比降低, 催化剂中Ni的氧化态物种含量升高, 而贵金属与过渡金属氧化物间相互作用能够形成独特的界面效应, 这有利于提高催化剂的表面活性.2.2 甘油原位加氢的催化性能2.2.1 Pt-M/AC催化剂的催化活性表2列出了Pt-M/AC催化剂上甘油水溶液原位加氢反应的活性数据. 由表2可见, 不同的Pt-M/AC催化剂催化反应得到产物的分布存在较大差异, 用Pt-Fe/AC催化剂可获得最高的甘油转化率(99.8%), 但1,2-丙二醇选择性只有48.7%. 通常情况下Fe能够促进水煤气变换反应, 气相产物中产生了较多的CO2, 但加氢选择性差, 副产物较多. 在相同反应条件下, Pt-Ni/AC 催化剂上甘油转化率为98.3%, 但1,2-丙二醇选择性最高(60.5%), 考虑到Ni具有较强的甲烷化作用[25], 此催化剂的气相产物中CH4选择性也较高. Pt-Co/AC催化剂的1,2-丙二醇选择性与Pt-Ni/AC催化剂相似, 但甘油转化率相对较低, 同时副产物选择性高. 在所有双金属催化剂中, Pt-Cu/AC催化剂活性最低, Cu虽然有较强的脱水加氢能力, 但供氢能力不足, 因而甘油转化率低. 按照各催化剂反应速率高低, 其活性顺序为Pt-Fe/AC>Pt-Ni/AC>Pt-Co/AC>Pt-Zn/AC>Pt-Cu/AC.2.2.2 Pt/Ni质量比的影响考虑到一系列Pt-M/AC催化剂中, Pt-Ni/AC催化剂的1,2-丙二醇产率最高, 因此对单金属Pt/AC, Ni/AC以及不同Pt/Ni质量比的Pt-Ni/AC催化剂的催化活性进行了探究. 由表3中可见, 当Pt质量分数提高(1%~5%)时, 甘油转化率有所提高, 1,2-丙二醇选择性呈现先增大后减小的趋势, 由于Pt的加入有利于甘油重整制氢, 但选择性氢解活性较弱, 且Pt作为贵金属催化剂经济成本较高, 因此固定催化剂中Pt含量为2%(质量分数)以研究最佳Pt/Ni质量比. 当Pt/Ni质量比为2∶1~2∶5时, 甘油转化率先增大后减小, 1,2-丙二醇选择性不断下降, 由计算可知, 虽然Pt/Ni质量比为2∶1时的甘油转化率(93.0%)比Pt/Ni 质量比为2∶5时(97.8%)的低, 但两者1,2-丙二醇产率却非常相似(0.5652和0.5663 mol/mL), 表明2个氢解反应中所用氢量相似, 而2种催化剂中Pt含量相同, 这进一步说明反应中产生的原位氢主要来自于Pt的催化重整[8]. 由于Ni制氢能力较弱, 提高Ni含量使Pt产生的原位氢不足以将更多的甘油转化, 且Ni的添加会促进甘油氢解产物过度裂解, 从而使1,2-丙二醇选择性逐渐降低. 同时, Ni具有较高的甲烷化反应催化活性, 随着Ni含量提高, 更多的CO, CO2和H2通过甲烷化反应生成甲烷和其它烷烃类[26](Pt/Ni质量比为2∶1, 2∶2, 2∶3和2∶5时, 催化剂甲烷选择性分别为1.0%, 1.3%, 2.3%和2.7%).基于上述讨论可知, 在2%Pt-2%Ni/AC催化剂上, 甘油转化率和1,2-丙二醇选择性最优, 其原位加氢反应速率达到167.0 μmol·g-1·min-1, 分别是单金属Pt/AC和Ni/AC催化剂上反应速率(136.7和77.6 μmol·g-1·min-1)的1.2和2.2倍. Pt/AC 催化剂虽然有利于甘油水相重整, 达到了较高的甘油转化率(80.5%), 但其加氢主产物选择性差; Ni/AC催化剂制氢能力较弱, 甘油转化率低, 这说明Pt-Ni金属间协同作用是提高催化剂活性的重要因素.2.2.3 温度的影响在1 MPa氮气压力不变条件下, 考察了反应温度分别为200, 210, 220, 230和240 ℃时对2%Pt-2%Ni/AC催化剂上甘油水溶液原位加氢反应性能的影响. 由图5可见, 随着反应温度升高, 反应速率初始明显增大, 220 ℃后趋于不变, 甘油转化率由91.83%增加至97.39%, 但1,2-丙二醇和乙二醇选择性逐渐降低. 甘油氢解时一般发生C—C键和C—O键的断裂, 通常认为C—C键比C—O 键更难断裂[27], 温度较低时, 主要发生C—O键断裂生成1,2-丙二醇. 当温度升高后, 反应速率加快, 此时C—C键和C—O键同时发生断裂, 会导致1,2-丙二醇和乙二醇进一步裂解生成小分子醇类及CH4和CO2等气相产物. 综合考虑, 选择220 ℃作为最佳反应温度.2.2.4 压力的影响固定反应温度为220 ℃, 分别在1, 2, 3, 4和5 MPa氮气初始压力下研究了压力对甘油水溶液原位加氢反应的影响. 由图6可见, 随着压力升高, 甘油转化率从97%升高至98.9%, 反应速率小幅度增加, 但乙二醇和1,2-丙二醇选择性分别维持在8%和56%左右. 由此可见, 产物选择性几乎不受氮气压力的影响. 当反应中有外部供氢时, 氢气在水中的溶解度与压力成正比, 从而影响反应传质[17]. 对于原位加氢, 甘油氢解主要利用水相重整产生的活性氢原子, 因此活性氢原子的产生不受压力影响[9].2.2.5 反应时间的影响图7示出了反应时间对2%Pt-2%Ni/AC催化剂上甘油水溶液原位加氢反应活性的影响. 最初反应2 h时, 甘油转化率为83.4%, 反应速率仅为141.7 μmol·g-1·min-1; 当反应时间延长至8 h, 反应速率增加至164.75μmol·g-1·min-1, 甘油转化率达到96.5%. 随着反应时间的增长, 反应速率和甘油转化率均缓慢增加, 但由于生成的目标产物在催化条件下会进一步裂解为C2或C1醇类, 因而1,2-丙二醇的选择性有所减小. 综合考虑, 选择反应时间为8 h较为适宜.2.2.6 催化剂的重复使用性能图8示出了催化剂重复使用后的甘油转化率和产物选择性. 催化剂每次反应后, 均用去离子水洗涤并真空干燥. 由图8可见, 甘油转化率随着催化剂重复使用次数的增多而有所减小, 这可能是由于催化剂在反应过程中发生了一定程度的团聚, 造成催化剂粒径变大. 采用ICP对使用5次后催化剂上的金属含量(质量分数)进行了测定, 结果表明, 催化剂中Pt含量由反应前的2.0%降至1.89%, Ni含量由1.98%降至1.73%, 流失量分别为5.5%和12.6%, 表明反应过程中活性组分的流失对催化剂活性产生了影响. 此外, 回收利用过程中金属组分发生氧化等因素均可能导致催化剂活性降低. 而催化剂第5次使用时甘油转化率为92.5%, 降低不超过10%, 产物1,2-丙二醇选择性维持在55%~60%之间, 说明Pt-Ni/AC催化剂有较好的稳定性.在无外加氢源条件下比较了系列Pt-M/AC双金属催化剂上甘油原位加氢反应性能, 考察了反应速率、甘油转化率和产物选择性等影响因素, 筛选出催化性能最优的Pt-Ni/AC催化剂, 并优化了Pt与Ni金属的质量比. 在220 ℃和1.0 MPa N2压力下, 2%Pt-2%Ni/AC催化剂上甘油转化率和1,2-丙二醇选择性可达98.7%和60.5%. 相同反应条件下, Pt-Ni/AC催化剂表现出比单金属Pt/AC和Ni/AC催化剂更高的甘油转化率和主产物选择性. Pt-Ni物种的形成使Pt与Ni金属间产生强协同作用, 实现了在该催化剂上高选择性地将甘油液相重整制氢和加氢工艺相结合的新思路.† Supported by the National Natural Science Foundation ofChina(No.21376083).【相关文献】[1] Zhou C. H., Beltramini J. N., Fan Y. X., Lu G. Q.,Chem.Soc.Rev., 2008, 37, 527—549[2] Dam J. T., Hanefeld D.,Chem.Sus.Chem., 2011, 4, 1017—1034[3] Wang S., Yin K. H., Zhang Y. C., Liu H. C.,ACSCatalysis, 2013, 3, 2112—2121[4] Yu W. Q., Zhao J., Ma H., Miao H., Song Q., Xua J.,Appl.Catal.A, 2010, 383, 73—78[5] Kurosaka T., Maruyama H., Naribayashi I., Sasaki Y.,mun., 2008, 9, 1360—1363[6] Martin A., Armbruster U., Gandarias I., Arias P. L.,Eur.J.LipidSci.Technol., 2013, 115, 9—27[7] D’Hondt E., de Vyver S. V., Sels B. F., Jacobs P. A.,mun., 2008, 6011—6012[8] Roy D., Subramaniam B., Chaudhari R. V.,Catal.Today, 2010, 156, 31—37[9] Yin A. Y., Guo X. Y., Dai W. L., Fan K. N.,GreenChem., 2009, 11, 1514—1516[10] Barbelli M. L., Santori G. F., Nichio N. 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M.,Int.J.HydrogenEnergy, 2009, 34(9), 3734—3742[21] Zhang H., Yin Y. J., Hu Y. J., Li C.Y., Wu P., Wei S.H., Cai C. X.,J.Phys.Chem.C, 2010, 114, 11861—11867[22] Liang Y. M., Zhang H. M., Zhong H. X., Zhu X. B., Tian Z. Q., Xu Q. Y., Yi B. L.,J.Catal., 2006, 238, 468—476[23] Hu Y. J., He F. Y., Ben A. L., Chen C. Y.,J.Electroanal.Chem., 2014, 726, 55—61[24] Mu R., Fu Q., Xu H., Zhang H., Huang Y. Y., Jiang Z., Zhang S., Tan D. L., Bao X.H.,J.Am.Chem.Soc., 2011, 133,1978—1986[25] Jiang T., Huai Q., Geng T., Ying W. Y., Xiao T. C., Cao F. H.,BiomassBioenergy, 2015, 78, 71—79[26] Gordon D., Weather B., Calvin H.,J.Catal., 1982, 77, 460—472[27] Feng J., Fu H. Y., Wang J. B., Li R. X., Chen H., Li X. J.,mun., 2008, 9, 1458—1464。

负载型纳米Au催化剂催化氧化反应的研究进展

负载型纳米Au催化剂催化氧化反应的研究进展

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负载型钯催化剂的制备及其对一锅法还原胺化反应、Suzuki反应和加氢反应的研究

负载型钯催化剂的制备及其对一锅法还原胺化反应、Suzuki反应和加氢反应的研究

负载型钯催化剂的制备及其对一锅法还原胺化反应、Suzuki反应和加氢反应的研究负载型钯催化剂的制备及其对一锅法还原胺化反应、Suzuki反应和加氢反应的研究引言负载型钯催化剂是一类重要的催化剂,在有机合成领域具有广泛应用。

本文重点研究了负载型钯催化剂在一锅法还原胺化反应、Suzuki反应和加氢反应中的应用,旨在寻找高效且环境友好的有机合成方法。

一、负载型钯催化剂的制备方法负载型钯催化剂的制备是关键一步,可以通过浸渍法、共沉淀法、离子交换法等多种方法获得。

本研究采用浸渍法制备负载型钯催化剂。

首先选择合适的载体,如活性炭、硅胶、膨润土等,然后将其与钯盐溶液进行浸渍,并在适当的温度下干燥和煅烧,最终得到负载型钯催化剂。

该制备方法简单、操作方便,并且可以控制催化剂的负载量和颗粒大小。

二、负载型钯催化剂在一锅法还原胺化反应中的应用一锅法还原胺化反应是一种高效快捷的胺类合成方法。

本研究利用负载型钯催化剂在一锅法中催化还原氧化胺的同时,将活性氢转移给苯硼酸酯,实现了胺化反应的一锅合成。

实验结果表明,该方法具有高产率、高选择性和操作简便的优点。

此外,催化剂的再生也相对容易,能够实现循环使用。

三、负载型钯催化剂在Suzuki反应中的应用Suzuki反应是一种重要的偶联反应,可以实现芳香化合物的合成。

本研究以负载型钯催化剂为催化剂,在碳氢化合物和芳酸之间进行Suzuki偶联反应。

实验结果表明,在适宜的反应条件下,负载型钯催化剂可以高效催化Suzuki反应,生成目标芳香化合物。

此外,催化剂具有良好的稳定性和可重复使用性。

四、负载型钯催化剂在加氢反应中的应用加氢反应是一种常见的有机合成方法,可以将不饱和化合物加氢生成饱和化合物。

本研究采用负载型钯催化剂在加氢反应中催化对炔烃的加氢。

实验结果表明,催化剂在适当的反应条件下具有良好的催化活性和选择性,可以高效将炔烃转化为烯烃。

催化剂的再生也相对容易,具有较好的可循环使用性。

负载型Pt-Ni双金属催化剂上甘油氢解反应性能

负载型Pt-Ni双金属催化剂上甘油氢解反应性能怀强;江涛;曹发海【期刊名称】《化学反应工程与工艺》【年(卷),期】2015(000)003【摘要】甘油氢解转化是获得高附加值化学品的主要途径之一。

通过浸渍法制备了γ-Al2O3负载Pt-Ni双金属的甘油氢解催化剂。

采用X射线衍射(XRD)、氮气物理吸附、透射电子显微镜(TEM)、程序升温还原(TPR)以及X射线能谱分析(XPS)等手段对催化剂进行了表征。

结果表明:在γ-Al2O3负载的Pt-Ni 双金属催化剂中,Pt原子与Ni原子之间发生了相互作用并形成了PtNi合金簇,使得Pt-Ni双金属催化剂产生了协同作用,对乙二醇的选择性大大高于Pt/γ-Al2O3和Ni/γ-Al2O3等单金属组分催化剂。

固定床反应器实验结果表明,在473 K和3.0 MPa氢气压力下,负载量为2%Pt-15%Ni/γ-Al2O3催化剂对乙二醇的选择性最高,达到28.4%,此时甘油的转化率为94.8%,1,2-丙二醇的选择性为58.2%。

%Glycerol hydrogenolysis is one of the important ways to obtain high value-added chemicals from biomass derivatives. Bimetallic platinum-nickel cata lysts supported onγ-Al2O3 were prepared by co-impregnation, and characterized by using powder X-ray diffraction (XRD), N2 physical adsorption, transmission electron microscopy (TEM), temperature-programmed reduction (TPR) and X-ray photoelectron spectra (XPS). The metal-metal interaction and the formation of PtNi alloy cluster in the bimetallic Pt-Ni catalyst produced synergistic effect and exhibited a much higher selectivity toward ethylene glycol thanmonometallic catalysts Pt/γ-Al2O3 and Ni/γ-Al2O3. The bimetallic catalyst with a loading of 2%Pt and 15%Ni showed the highest selectivity toward ethylene glycol, which was 28.4%, with a glycerol conversion of 94.8% conversion and a selectivity of 58.2% to 1,2-PDO.【总页数】8页(P193-200)【作者】怀强;江涛;曹发海【作者单位】华东理工大学化工学院,上海 200237;华东理工大学化工学院,上海 200237;华东理工大学化工学院,上海 200237【正文语种】中文【中图分类】O643.38【相关文献】1.负载型Pd-Pt双金属催化剂中活性组分非均匀型分布研究Ⅱ:活性组分非均匀分布对双金属催化剂反应性能的影响 [J], 南军;隋芝宇;石芳;于海斌;刘晨光2.活性炭负载Pt-Ni双金属催化剂上甘油水溶液原位加氢反应性能 [J], 孔丹旎;江涛;张一颖;曹发海3.负载型CuO/γ-Al2O3催化剂结构与催化甘油氢解性能 [J], 姚志龙;王娟;闵恩泽4.不同载体负载Cu催化剂上甘油氢解制1,2-丙二醇催化性能的研究 [J], 郝顺利;彭伟才;赵宁;肖福魁;魏伟;孙予罕;李海5.氧化铈负载钌催化剂上的甘油氢解反应 [J], 冯建;熊伟;王金波;丁皓;何柏因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

关于对氯苯胺催化加氢反应的研究分析

关于对氯苯胺催化加氢反应的研究分析摘要:对氯苯胺是合成橡胶、化学试剂、染料、色素等化工产品,以及医药、农药和摄影药品等的主要原料和中间体,应用广泛,因而,有关对氯苯胺合成的研究倍受人们的重视。

文章采用尿素沉积一沉淀方法制备Pt-A u/TiO2催化剂,考察了第二金属Pt的加人以及反应条件对由对氯硝基苯加氢制对氯苯胺的影响。

结果表明,少量Pt的加入极大的提高了Au/TiO2催化剂的活性,当Pt-Au/TiO2催化剂中Pt含量为0.02%时,在50℃、1.0 MPa氢气条件下反应1h,对氯硝基苯即被100%转化为对氯苯胺。

关键词:对氯苯胺对氯硝基苯催化剂加氢目前,对氯苯胺一般由对氯硝基苯还原制得,还原方法主要有铁粉还原法、硫化碱还原法和催化加氢还原法。

催化加氢还原法因工艺先进、收率高、产品质量好、环境污染小,是还原对氯硝基苯制备对氯苯胺的发展趋势。

催化剂有无机或高分子载体负载的贵金属催化剂、多孔性金属催化剂及非晶态合金催化剂。

这些催化剂催化对氯硝基苯还原制备对氯苯胺容易发生脱氯副反应,不但降低了产品质量和收率,而且生成的氯化氢严重腐蚀设备。

添加脱氯抑制剂虽一定程度的抑制了脱氯,但增加了脱卤抑制剂与产物的分离问题。

研究发现,负载型Au 对催化卤代芳香硝基化合物加氢制卤代苯胺具有很高的选择性,无脱卤副反应发生。

但与负载型贵金属Pt催化剂相比,其催化活性不高,需要在较高的温度下才有较高的催化活性。

一、实验部分1.试剂与仪器硫酸钛水溶液、对氯硝基苯(化学纯);氯金酸(Au含量t>47.8 %)、无水乙醇(分析纯)。

25mL带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜;宇光AI-708P智能控温仪;安捷伦7890A气相色谱仪。

2.Pt-Au/TIO2催化剂的制备以硫酸钛水溶液为原料,采用沉积一沉淀水热法制得TiO载体,将理论计算量的氯金酸和氯铂酸水溶液加入到一定量的去离子水中,在剧烈搅拌下,加入200~ 250目自制的TiO粉体和一定量的尿素,30min后开始加热至85℃并恒温4h,然后停止加热和搅拌,静置过夜,然后抽滤并用去离子水充分洗涤至无为止(用AgNO检测)。

负载型镍催化剂的制备

科技论文检索与写作作业——负载型镍催化剂的制备一、制备的目的和意义1.了解并掌握负载型金属催化剂的原理和制备方法。

2.1.1)按的比例将B溶液加入到A溶液中,然后按钛酸丁酯和十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为1:0.05~1:0.3的比例加入十六烷基三甲基溴化铵形成钛溶胶;(4)按γ?Al2O3和钛酸丁酯的摩尔比为1:0.05~1:0.8的比例在步骤(3)中得到的钛溶胶中加入γ?Al2O3,然后按钛酸丁酯与去离子水的体积比为1:0.5~1:2的比例加入去离子水,静置1~5h 后干燥、焙烧得到TiO2?Al2O3复合载体;(5)将TiO2?Al2O3复合载体于浓度为0.05~1mol/L的硝酸镍水溶液中浸渍4~24h,充分搅拌后干燥、焙烧、通氢还原,得Ni/TiO2?Al2O3负载型镍催化剂。

2.一种用于氨分解制氢的负载型镍催化剂,活性组分为Ni,载体为氧化硅、氧化铝或氧化钛;活性组份的质量百分含量为1-50%。

其制备步骤为:将可溶性镍盐、pH值调节剂、沉淀剂、载体以及去离子水配成悬浊液;悬浊液加热至70-110℃沉积60-300分钟;上述悬浮液降至20-30℃后并过滤,水洗涤、过滤;在80-120℃干燥18-24中,于3.%;载体6-24h,2-6h,4.化剂的制备工艺步骤包括:在钛酸丁酯中加入无水乙醇后强力搅拌,然后加入醋酸,充分搅拌形成溶液A;将去离子水与无水乙醇混合后调节pH值得到形成溶液B;把B 溶液滴加到A溶液中,加入十六烷基三甲基溴化铵搅拌形成钛溶胶;在钛溶胶中,加入γ-Al2O3与去离子水,充分搅拌,静置、干燥、焙烧得到复合载体;将复合载体在硝酸镍水溶液中浸渍后充分搅拌,干燥、焙烧、通氢气还原处理后得到Ni/TiO2-Al2O3负载型催化剂;本发明所述负载型镍催化剂用于α-蒎烯加氢反应,工艺流程简单,催化剂用量少,α-蒎烯转化率高,顺式蒎烷选择性好。

5.一种用于糠醇加氢中的高选择性、高活性负载型镍催化剂的制备方法,先将在500℃下焙烧过的一定量氧化铝粉末浸渍在0.2g/mL硝酸镍水溶液中,然后在红外灯烘烤下不断搅拌此混合物,直至水分蒸发干。

负载型Fe金属催化剂催化邻氯硝基苯选择加氢

23 催化 加氢反应 .
邻氯硝基苯原位液相加氢反应在带机械搅拌的 WH .1 F0 型高压釜 ( 山东威海自控反应釜有限公司 ) 中进行. 依次加入一定量催化剂 、邻氯硝基苯, 乙醇和去离子水, 在设定的温度下进行反应. 反应结束后, 冷至室温. 产 物 中各组 分 的含 量 用 G 一2 C 12气 相 色谱仪 ( 上海 海欣色 谱仪 器有 限公 司 )进行 离线 分析 :色 谱柱 为 3 m 0 3 mS . 弹性石英毛细管柱, 0 x . m E3 5 0 氢焰离子化检测器, 柱温 10C 汽化室温度 2 0C 检测器温度 2 0C 6。, 6 。, 2 。.
有机助剂抑制脱氯产物的生成, 增加了反应产物分离的困难; 贵金属催化剂, 对环境无污染, 收率高但价格昂贵, 生产成本高, 因而在工业生产中还未得到广泛运用. 因此, 寻找高活性 、 高选择性且价格较低的替代催化剂成为
当务之急 .
最常见 的方法催化加氢是直接采用氢气作氢源, 然而氢气是易燃易爆气体, 并且很多加氢反应是在较高压 力下进行的, 因此在生产上存在危险性. 同时, 氢气的制备 、 贮存和输送等也存在一定的困难, 限制了催化加氢 还原法的推广使用.目 前, 低级脂肪醇在一定条件下进行催化重整制备氢气一直作为能源、燃料领域的一个单 独的研究方向【 但将醇类催化重整所产生氢气在同一体系中直接用于催化加氢仅有极少报道【 为此, 6 】 , 1 . 我们制
性达到 9. 82 %.
关键词 :选择性加 氢;邻氟硝基苯;负载型 F 金属催化剂;金属 离子修饰 荆;乙醇液相重整 e 中图分类号 :T 6 Q4 3 文献标识码 : A
1 引言
卤代芳胺是精细化工领域重要的有机中间体, 在染料 、 农药、 医药 以及香料等行业有着广泛的应用【 一般 I J .
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A R T I C L E I N F O
A B S T R A C T
Article history: Received 27 September 2014 Accepted 3 November 2014 Published 20 February 2015 Keywords: Gold‐nickel Alloy Chemoselective hydrogenation Nitroarenes
1. Introduction The chemoselective hydrogenation of nitroarenes is an en‐ vironmentally benign and high atomic efficiency approach for the synthesis of functionalized anilines, which are important intermediates for the production of herbicides, pesticides, pig‐ ments, drugs, and dyes [1]. Transition metals like Pt, Pd, Ru, and Ni are typical catalysts in a variety of hydrogenation reac‐ tions, but they suffer from a low chemoselectivity in the hy‐ drogenation of substituted nitroarenes, especially when two or more reducing groups are present in one nitroarene molecule [2–4]. On the other hand, IB group metals are usually poor cat‐ alysts for hydrogenation reactions, but have recently been shown to be highly chemoselective for the hydrogenation of various substituted nitroarenes [4–9]. Corma et al. [4] reported in 2006 that Au/TiO2 and Au/Fe2O3 afforded > 95% selectivity at high conversion levels in the chemoselective hydrogenation of 3‐nitrostyrene and other substituted nitroarenes. Shimizu et al. [9] found that Au/Al2O3 with gold particles of 2.5 nm per‐ formed even better than Au/TiO2 and Au/Fe2O3: the selectivity for 3‐vinylaniline attained 99% at full conversion of 3‐nitrostyrene. They attributed the high chemoselectivity to the unique ability of Au/Al2O3 to cause H2 dissociation to produce a H+/H– pair which is preferentially transferred to the polar bonds in the nitro group. In addition to the support effect, the structure and morphology of the catalyst also aftep approach was developed for the synthesis of uniform and highly dispersed Au‐Ni alloy nanoparticles on a silica support. The supported Au‐Ni alloy nanoparticles were inves‐ tigated for the chemoselective hydrogenation of substituted nitroarenes, which showed a strong synergistic effect between Au and Ni. The best catalyst was AuNi3/SiO2 that afforded a selectivity to 3‐vinylaniline of 93.0% at a 3‐nitrostyrene conversion of 90.8% after 70 min under mild conditions. © 2015, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.
Haisheng Wei et al. / Chinese Journal of Catalysis 36 (2015) 160–167
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cantly the chemoselectivity [9–12]. Mitsudome et al. [10] re‐ ported that a AgNPs@CeO2 catalyst with a core‐shell structure gave almost complete chemoselectivity for the reduction of nitrostyrenes, and it was far superior to Ag NPs supported on CeO2. Despite a satisfactory chemoselectivity, neither Au nor Ag catalysts have a promising activity. Their activities for chemos‐ elective hydrogenation reactions are one or two magnitudes lower than those of transition metal catalysts due to the intrin‐ sically poor ability of Au and Ag for hydrogen activation [13,14]. This unacceptably low activity significantly limits the practical application of Au and Ag catalysts. In order to improve the catalytic activity of supported Au catalysts while maintai‐ ning a high chemoselectivity, a bimetallic strategy of adding a suitable amount of a transition metal to Au was proposed [13,15–18]. The synergism between Au and a second metal has been intensively studied in the last decade with Au‐Ag [19–22], Au‐Cu [23,24], Au‐Pd [25–27], Au‐Pt [13], Au‐Co [28], and Au‐Ni [29]. However, only a few catalysts gave a chemoselec‐ tive hydrogenation of nitroarenes. Serna et al. [13] reported that the addition of only 100 ppm Pt to a 1.5%Au/TiO2 catalyst resulted in a 20‐fold increase in activity while preserving the high chemoselectivity in the hydrogenation of 3‐nitrostyrene to 3‐vinylaniline. A similar synergistic effect between Pt and Au was also reported for a Pt‐on‐Au nanostructure in the chemo‐ selective hydrogenation of cinnamaldehyde [30]. For the Au‐Pd bimetallic catalyst system, an increase of up to a factor of 3 in activity was observed for the selective hydrogenation of p‐chlo‐ ronitrobenzene to p‐chloroaniline [16] when Au/Pd was > 20. These examples demonstrated the potential of Au bimetallic catalysts in the chemoselective hydrogenation reactions. Here, we report the catalytic performance of silica‐suppo‐ rted Au‐Ni alloy nanoparticles in the chemoselective hydrogen‐ nation of a variety of substituted nitroaromatics. Compared with the previously reported Au‐Pt and Au‐Pd systems, Au‐Ni catalysts possess the advantage of low cost and is thereby more competitive for practical applications. However, the miscibility gap between Au and Ni is a significant challenge in the prepara‐ tion of homogeneous Au‐Ni nanoalloy catalysts [31]. In the present work, we used a modified two‐step method in which preformed Au nanoparticles induced the preferential deposi‐ tion of Ni on the Au surface with the assistance of the mild re‐ ducing agent, tert‐butylamine borane. The resulting Au@Ni core‐shell structure was then transformed into a Au‐Ni alloy nanophase by reduction in H2 at elevated temperatures, which was shown by X‐ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and extended X‐ray adsorption fine struc‐ ture (EXAFS) characterization. The Au‐Ni nanoalloy catalysts exhibited excellent activity and selectivity in the chemo‐ selective hydrogenation of substituted nitroarenes to the cor‐ responding anilines. 2. Experimental 2.1. Preparation of the Catalysts A monometallic Au/SiO2 catalyst was prepared by the met‐
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