[發(fā)明專利]用于巴豆醛選擇性加氫制備巴豆醇的催化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310280574.4
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103301854A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅孟飛;喻琴;洪慶紅;羅策琪;宋宇鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江師范大學(xué);金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;C07C33/03;C07C29/141
• 代理公司: 杭州宇信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)催化劑領(lǐng)域，特別涉及一種用于巴豆醛選擇性加氫制備巴豆醇的催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

a,b-不飽和醛是一種同時存在C=C鍵與C=O鍵的多官能團(tuán)化合物，是重要的化工原料，其C=O鍵選擇性加氫制得的產(chǎn)物a,b-不飽和醇是香料、醫(yī)藥、除草劑、涂料等的原料及中間體，在精細(xì)化工領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。巴豆醇是a,b-不飽和醇中具有代表性的化合物，是一種非常重要的有機(jī)合成中間體，被廣泛應(yīng)用于制造正丁醇、塑料、增塑劑、除草劑、涂料和農(nóng)藥等，因此，催化巴豆醛選擇性加氫制備巴豆醇極具經(jīng)濟(jì)價值。

a,b-不飽和醛中C=C鍵的鍵能小于C=O鍵，C=C鍵的加氫活性高于C=O鍵，同時C=C鍵與C=O鍵之間具有共軛作用，這些因素使得加氫反應(yīng)只在C=O鍵上進(jìn)行而不破壞C=C鍵生成不飽和醇比較困難。工業(yè)上通常采用四氫化鋁鋰、硼氫化鈉或異丙醇鋁直接還原a,b-不飽和醛制備a,b-不飽和醇。雖然此方法可得到高產(chǎn)率的a,b-不飽和醇，但存在反應(yīng)條件嚴(yán)格、產(chǎn)物與反應(yīng)物及還原劑難以分離、成本很高，產(chǎn)生三廢多等問題。為了解決這些問題，固體催化劑催化加氫受到了科研工作者的重視，在巴豆醛選擇性加氫制巴豆醇反應(yīng)中，貴金屬催化劑得到了廣泛的研究，對Ir催化劑的研究越來越多，并且取得了一定的成果。例如Ir/TiO₂催化劑上巴豆醛的轉(zhuǎn)化率在20-80%時，巴豆醇的選擇性可以達(dá)到70%{P.Reyes,M.C.Aguirre,I.Melián-Cabrera,et?al.,Journal?of?Catalysis,2002,208(1):229-237}。

中國專利CN101462051A公開了Pt/CexMyOz(M為Sm或Y或La)催化劑，發(fā)現(xiàn)Pt的負(fù)載量為5.0%的Pt/Ce_0.9Sm_0.1O_1.95催化劑在80°C反應(yīng)時對巴豆醇具有高選擇性，達(dá)到72%；中國專利CN101745386A公開了添加NaCl、KCl、LiCl、NaOH、KOH或Mg(NO₃)₃等助劑的Pt/ZrO₂催化劑，發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)進(jìn)行8小時后獲得較高的選擇性（添加NaCl的催化劑最高，為63%）；中國專利CN102240564A公開了載體為TiO₂、ZrO₂或ZnO，活性組分為Ir-Ir³⁺混合物的催化劑的制備方法，發(fā)現(xiàn)Ir含量為3%的Ir/TiO₂催化劑在還原溫度為300°C時，獲得巴豆醛的轉(zhuǎn)化率為93%，巴豆醇的選擇性為88%；中國專利CN102886269A公開了xFe-yZn/Ir/SiO₂催化劑的制備方法，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Fe和Zn總摩爾量為Ir摩爾量的0.5%，F(xiàn)e與Zn的摩爾比為1:2，并且還原溫度為300°C時，巴豆醛的轉(zhuǎn)化率是68.6%，巴豆醇的選擇性為88.9%，表現(xiàn)出較好的催化性能。然而，這些專利都沒有說明催化劑的穩(wěn)定性，而實際上對于工業(yè)使用，催化劑的穩(wěn)定性是一個非常重要的要求。現(xiàn)有的氣相加氫制備巴豆醇的催化劑大多存在易失活、穩(wěn)定性差等缺點，同時催化劑的轉(zhuǎn)化率和選擇性也有待進(jìn)一步提高。因此，為了獲得更好的反應(yīng)穩(wěn)定性及更高的轉(zhuǎn)化率和選擇性，需要對催化劑進(jìn)行更深入的改性研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有的氣相巴豆醛選擇性加氫制備巴豆醇的Ir基催化劑大多存在易失活、穩(wěn)定性差的缺點，提供一種改性的催化效率高、反應(yīng)選擇性和反應(yīng)穩(wěn)定性較好的用于巴豆醛選擇性加氫制備巴豆醇的催化劑及其制備方法。

為解決該技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種用于巴豆醛選擇性加氫制備巴豆醇的催化劑，其特征在于：

該催化劑由Fe-Cr/SiO₂載體、Ir、Fe組成；Fe-Cr/SiO₂載體中Fe-Cr的總質(zhì)量百分含量為SiO₂的0.2～1.5%，F(xiàn)e/Cr的質(zhì)量比為1:1；Ir的質(zhì)量百分含量為Fe-Cr/SiO₂載體的3%，F(xiàn)e的質(zhì)量百分含量為Fe-Cr/SiO₂載體的0.1%～1%。

該催化劑的制備方法，采用浸漬法制備催化劑，包括如下步驟：

①按上述載體各成份比例，將SiO₂粉末加入到Fe(NO₃)₃和Cr(NO₃)₃的混合水溶液中；