Page 131 - 《精细化工》2022年第12期

第 39 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.39, No.12
2 022 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2022

催化与分离提纯技术
Al 改性 Cu/ZnO 催化剂催化苯胺制备

N,N-二甲基苯胺

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孙中华 ，吴 中 ，王 震 ，钱俊峰
（1. 常州大学 石油化工学院，江苏 常州 213164；2. 常州大学 催化协同创新中心，江苏 常州
213164）
摘要：通过沉积沉淀法制备了 Al 改性 Cu/ZnO 催化剂，并利用 XRD、BET、NH 3 -TPD、SEM、XPS 对催化剂进
行了表征。考察了铝源、铝添加量和催化剂焙烧条件对苯胺和甲醇 N-甲基化反应制备 N,N-二甲基苯胺
（N,N-DMA）的影响，优化了 N-甲基化反应工艺条件。得到的催化剂最佳制备条件为：以拟薄水铝石为铝源、
n(Cu)∶n(Zn)∶n(Al)（即 Cu/Zn/Al 物质的量比）为 1∶3∶1、焙烧温度为 400 ℃，焙烧时间为 3 h。在该条件下
制备的 Al 改性 Cu/ZnO 催化剂用于苯胺的 N-甲基化反应，在反应温度为 250 ℃，反应压力为 1.5 MPa，进料空速
–1
为 0.3 h ，氮气流量为 150 mL/min，n(苯胺)∶n(甲醇)=1∶7 的条件下，苯胺转化率达 99.8%，N,N-DMA 选择性
达 92.8%，催化剂进行了 800 h 稳定性实验，苯胺转化率稳定在 99%以上，N,N-DMA 选择性稳定在 90%以上。
关键词：苯胺；N,N-二甲基苯胺；N-甲基化反应；Cu/ZnO/Al 2 O 3 催化剂；催化技术
中图分类号：TQ426.83 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 12-2497-08

Al modified Cu/ZnO catalysts for the catalytic synthesis of
N,N-dimethylaniline from aniline

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SUN Zhonghua , WU Zhong , WANG Zhen , QIAN Junfeng
（1. School of Petrochemical Engineering, Changzhou University, Changzhou 213164, Jiangsu, China; 2. Catalysis Collaborative
Innovation Cente, Changzhou University, Changzhou 213164, Jiangsu, China）
Abstract: Al modified Cu/ZnO catalysts were synthesized by deposition precipitation method and
characterized by XRD, BET, NH 3-TPD, SEM and XPS. The effects of aluminum source, aluminum content
and catalyst calcination conditions on N-methylation reaction of aniline and methanol for N,
N-dimethylaniline (N,N-DMA) synthesis were investigated, and the N-methylation reaction conditions were
optimized. The optimal preparation conditions of the catalyst were as follows: pseudo boehmite as
aluminum source, Cu/Zn/Al molar ratio of 1∶3∶1, calcination temperature of 400 ℃, calcination time of
3 h. The Al modified Cu/ZnO catalyst prepared under the above-optimized conditions was then used for the
N-methylation of aniline. The results showed that the aniline conversion rate reached 99.8%, and the
selectivity of N,N-DMA reached 92.8% under the conditions of reaction temperature 250 ℃, reaction
–1
pressure 1.5 MPa, feed space velocity 0.3 h , nitrogen flow rate 150 mL/min and aniline/methanol molar
ratio 1∶7. Moreover, the aniline conversion rate remained above 99%, and the N, N-DMA selectivity was
stably over 90% after the catalyst was recycled for 800 h.
Key words: aniline; N,N-dimethylaniline; N-methylation reaction; Cu/ZnO/Al 2O 3 catalysts; catalysis
technology

N,N-二甲基苯胺（N,N-DMA）在工业上应用广 可作溶剂、稳定剂、分析试剂等 [1-4] 。目前，N,N-DMA
泛，主要用作染料中间体，还可用于制香兰素，也 主要通过苯胺的 N-甲基化反应合成，工业上苯胺的

收稿日期：2022-08-22; 定用日期：2022-10-31; DOI: 10.13550/j.jxhg. 20220781
作者简介：孙中华（1976—），男，副研究员，E-mail：sunzhonghua@cczu.edu.cn。