中国报告大厅网讯，对硝基苯酚是一种毒性强、难降解且易在生物体内富集的环境污染物，广泛来源于工业废水、农药及染料生产等领域。将对硝基苯酚通过催化加氢转化为对氨基苯酚(一种重要的制药中间体)，既解决了污染问题，又实现了资源回收，成为行业关注的核心方向。其中，负载型铂基催化剂因催化活性高、可回收性强，在对硝基苯酚加氢反应中展现出显著优势，推动着该领域技术不断突破。

  一、对硝基苯酚催化加氢反应机理：从动力学限制到高效转化

  《2025-2030年中国对硝基苯酚市场专题研究及市场前景预测评估报告》指出，对硝基苯酚的催化加氢反应虽在热力学上可自发进行，但缺乏催化剂时会受动力学限制，难以实际发生。当加入硼氢化钠(NaBH₄)作为氢源后，对硝基苯酚的紫外吸收峰会从 317 nm 红移至 400 nm;而加入催化剂后，400 nm 处的吸收峰逐渐下降，290 nm 附近出现新峰，标志着对氨基苯酚的生成。

  其反应历程可分为三步：首先，对硝基苯酚与 NaBH₄被吸附到催化剂表面并扩散至活性位点;随后，NaBH₄水解生成的 H₂在催化剂活性组分表面转化为活性氢，与对硝基苯酚的硝基反应，将其还原为对氨基苯酚;最后，产物从催化剂表面脱附。这一过程中，催化剂的活性组分(如铂纳米颗粒)与载体的协同作用，是突破动力学壁垒、加速电子转移的关键。

  二、金属氧化物载体负载型铂基催化剂：对硝基苯酚加氢的高活性选择

  金属氧化物(如 TiO₂、CeO₂、SnO₂、Fe₃O₄等)因化学稳定性好、电子传输能力强，成为负载型铂基催化剂的重要载体，其与铂的强相互作用可显著提升对硝基苯酚加氢活性。

  以 CeO₂-p-TiO₂为载体的 Pt 催化剂为例，在 550℃煅烧条件下，可在 6 min 内将对硝基苯酚完全转化为对氨基苯酚，反应速率常数 k=0.9047 min⁻¹，循环使用 6 次后转化率仍达 94%。这得益于载体与铂纳米颗粒的电子转移效应：电子从载体转移至铂表面形成富集区，加速 BH₄⁻与对硝基苯酚间的电子传递，同时铂的高度分散强化了协同催化作用。

  双金属组分的引入可进一步优化性能。如 Pt-Ag/CeO₂催化剂，当 Pt:Ag=1:1 时，在 500℃空气煅烧 2 h 后，对硝基苯酚加氢反应可在 3 min 内完成，反应速率 kₐₚₚ=2.3×10⁻² s⁻¹;即使 Pt:Ag=0.5:1.5，在 300℃ H₂/Ar 混合气中还原后，3 min 内转化率仍达 94%。此外，磁性金属氧化物载体(如 Fe@ZrO₂-TiO₂)负载的 Au-Pt 合金催化剂，凭借磁性可回收特性，在 2.5 min 内即可完成对硝基苯酚加氢，循环 5 次后活性保持 82%，兼顾高效性与实用性。

  三、非金属氧化物载体负载型铂基催化剂：对硝基苯酚加氢的稳定性提升

  以 SiO₂为代表的非金属氧化物，因表面积大、孔径可控且易于修饰，成为负载型铂基催化剂的另一重要载体，其对硝基苯酚加氢的稳定性表现突出。

  微 / 介孔二氧化硅(MMZ)负载的 Pt 催化剂(Pt/MMZ)，借助载体的纳米受限空间，使铂纳米颗粒高度分散，14 min 内即可将对硝基苯酚几乎完全转化，反应速率常数 k=0.321 min⁻¹，循环使用 6 次性能稳定。空心 SiO₂载体经聚酰胺树枝状大分子修饰后负载铂，形成的空心 SiO₂-G1-Pt 催化剂，反应速率常数达 7.92×10⁻³ s⁻¹，循环 5 次催化效率仍超 93%，其空心结构不仅增加比表面积，更促进了反应物扩散与产物脱附。

  双金属协同效应在此类载体中同样显著。如 SiO₂负载的 PtNi 催化剂(Pt:Ni=1:3)，5 min 内即可完成对硝基苯酚加氢，反应速率 k=1.1214 min⁻¹，TOF 值达 5.35×10¹⁸ molecules・g⁻¹・s⁻¹，循环 4 次后速率仍为初始值的 82.08%。氨基改性的 ZrSBA-15 载体负载 PtPd 合金(Pt₅₀Pd₅₀)时，对硝基苯酚加氢反应可在 2 min 内完成，反应速率 kₐₚₚ=1.823 min⁻¹，改性载体有效抑制了金属颗粒聚集，增加了活性位点。

  四、碳基载体负载型铂基催化剂：对硝基苯酚加氢的低成本高效方案

  碳基材料(如氧化石墨烯、碳纤维布、介孔碳等)因来源广泛、成本低廉且耐酸碱，在负载型铂基催化剂中应用广泛，其对硝基苯酚加氢的经济性与活性兼具。

  氧化石墨烯(GO)负载的 Pt (0)/3-Ampy-RGO 催化剂，可将对硝基苯酚完全转化，对硝基苯酚行业现状分析指出，首次使用反应速率达 1.11×10⁻³ s⁻¹;即使是 [Pt (Ppy) Cl (3-Ampy)]/GO 催化剂，转化率也达 92.4%，循环 5 次后仍保持 87% 以上活性。这源于氧化石墨烯的含氧基团对铂的固定作用，以及环氧基作为电子受体加速电子转移的特性。

  碳纤维布(CFC)电沉积铂制成的 Pt/CFC 催化剂，在 - 0.023 V 恒电位下反应 12 h，对硝基苯酚转化率达 83.1%，循环 6 次后仍有 63.0% 的活性，其优势在于可直接利用水作为氢源，无需额外氢供体。介孔炭负载的 Pt₂Ru 合金催化剂，4 min 内对硝基苯酚转化率达 94.8%，反应速率 k=0.894 min⁻¹，Pt 的还原能力与 Ru 的吸附能力形成双功能协同，大幅提升催化效率。

  总结

  2025 年，对硝基苯酚处理领域中，负载型铂基催化剂已成为核心技术，其通过金属氧化物、非金属氧化物及碳基载体与铂(或双金属)的协同作用，实现了对硝基苯酚加氢反应的高效转化 —— 部分催化剂转化率超 99.9%，反应时间最短仅 2 min，循环使用次数达 6 次以上。未来，行业将聚焦于降低贵金属负载量、开发新型载体(如低成本碳材料)、优化制备工艺以提升催化剂稳定性与回收率，同时探索双金属协同与载体 - 金属相互作用的深层机制，推动对硝基苯酚处理技术向低成本、高效率、工业化方向迈进。