纳米光催化还原硝基物新技术
含硝基有机化合物,尤其是芳香族硝基化合物是重要的医药、农药、染料、功能聚合物、液晶材料等合成用有
机中间体。现有硝基还原为氨基的主要方法有活泼金属还原法、硫化物还原法、金属氢化物还原法、催化加氢还原
法等。这些方法存在废渣多、腐蚀性强、劳动强度大、含硫污水难于治理等问题。
纳米尺寸的半导体如二氧化钛、氧化锌、硫化镉等,在吸收适当的光能后,其价带电子可被激发至导带,从而
有光生空穴/电子对产生。光生空穴有很高的氧化性和极高的还原性,可使高价金属离子还原为低价金属或单质金属、
氧化氮废气还原为氮气、无机的硝酸根或亚硝酸根还原为无机氨,也可还原有机硝基物中的硝基为亚硝基、羟胺及
氨基等。但用该光催化还原特性还原硝基物的研究还很少,尚未见产业化报道。
纳米光催化在常温即可发生还原反应;激发光可为紫外光或太阳光;纳米光催化剂如二氧化钛、氧化锌等化学
性质稳定、无毒且价格较便宜;不使用氢气,操作较为安全;还原介质主要为水或适当的溶剂,溶剂可回收,三废
排放量少;常压可顺利还原、勿需高压反应器,设备简单;还原转化率及收率比较高;光催化操作工艺较易实施,
更适合精细化工类产品生产。许多研究表明纳米氧化钛的综合光催化性能较好。
本技术为在纳米二氧化钛存在下,借助光照射,将对氯硝基苯光催化还原为对氯苯胺,以及将间二硝基苯光催
化还原为间硝基苯胺或间苯二胺,对氯苯胺产率可达95%以上,间硝基苯胺产率达86%以上,间苯二胺收率可为90%
以上。正在申请专利。(天津大学 推荐)
