废铑碳废钌锌催化剂方法与流程

废铑碳废钌锌催化剂以交叉偶联反应构建联苯结构已经成为药物设计的主要方法。芳香非共价相互作用在蛋白质-配体识别中具有关键的作用，在候选药物中引入芳基结构单元可能会得到具有较高活性的衍生物。因此，寻找高效的方法实现后期C-H键芳基化在药物发现和开发中非常需要。

绝大多数药物都含有几种极性官能团，通常是氧、氮和硫杂环类结构，然而极性基团在C-H键活化中经常不兼容，Lewis碱性的杂原子会促使催化剂中毒或底物分解。此外，在导向基团参与的C-H键活化反应中，强配位基团进一步为反应的发生带来挑战。

目前在铜锌体系的钌锌催化剂制备中，通常是采用铜和锌的可溶性盐混合溶液与沉淀剂进行沉淀反应，生成铜和锌的沉淀物，经洗涤后，可根据各品种催化剂的需要，添加不同的助剂或载体，然后再经过滤、烘干、碾料、造粒、焙烧、成型等工序得钌锌催化剂成品。

工业生产过程中，中和沉淀一般是采用共沉淀法，料浆洗涤采用倾泻法，固液分离采用板框过滤机，物料干燥采用烘箱，采用碾子进行碾料，焙烧后的物料加入少许石墨和水后，再压片成型。该制造工艺存在的主要问题是：采用倾泻法洗涤料浆和板框滤机过滤，耗水量大，倾洗过程中容易漏料，易造成物料流失和环境污染，碾料过程中，由于加水量和碾料时间不易控制，因而经常会不能达到碾料要求，对后续工序产生影响，同时焙烧粒子加入石墨时易造成混合不匀，从而造成产品强度不均、质量不稳定。

废铑碳废钌锌催化剂中存在的对伞花烃配体（图1a，RuA）对反应具有抑制作用，于是对Ru(II)催化C-H键芳基化的机理进行更深入的研究。他们探究了2-（邻甲苯基）吡啶（1）与5-碘-间二甲苯（2）的芳基化过程，对两种催化中间体Ru1和Ru2与化学计量的碘代芳香烃2的反应性进行考察。Ru1和Ru2与2反应均较慢，表明该反应存在比图1b更复杂的机理。

钌连串催化成套技术可大幅度降低合成氨反应压力和温度，在低氢氮比条件下实现高氨净值。采用铁钌连串催化成套技术的万吨级氨合成装置，在压力10.2MPa、钌催化剂床层热点温度436℃、空速9160/h、氢氮比2.3~2.8和惰性气体8.6%的条件下，标定考核结果和国内同类铁基氨合成装置相比，初步估算产能可提高约33.6%，吨氨综合能耗降低约0.22吨标准煤，每立方米钌催化剂相比铁基催化剂增产约6吨氨/天。这表明铁钌连串催化成套技术具有“三低一高”的特点，即在低温、低压和低氢氮比的条件下可获得高氨净值。

标定专家组组长、中国工程院院士舒兴田对标定结果给予了高度评价。他表示：“合成氨是关乎国计民生、保障国家粮食安全的重要基础化学品。传统采用铁系催化剂的合成氨工艺反应压力高、温度高、能耗高，但收率低。北京三聚环保新材料股份有限公司与福州大学组成的研发团队，在高活性、高稳定性的钌系催化剂以及在铁钌连串催化成套技术上取得的突破，将支撑我国合成氨工业技术实现跨越式进步。目前我国合成氨年产量5500多万吨，未来这项技术有望撬动数千亿元的大市场。”