[發明專利]一種生物質制備戊二醇的催化劑，及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710164113.9
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN108620122A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 陳愛兵;于奕峰;樊冬娜
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: B01J29/46
• 分類號: B01J29/46;B01J23/89;C07C29/17;C07C31/20;C07C29/141
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 張皓;黃威

1.一種負載型催化劑，所述負載型催化劑為由選自鉑和鈷兩種金屬，以不同的含量負載于載體上得到，其中兩種金屬鉑:鈷的重量比例在1:20-10:1之間；基于催化劑的總重量，所述鉑的負載量在0.05％-10％。

2.根據權利要求1所述負載型催化劑，其特征在于，所述催化劑中兩種金屬鉑:鈷的重量比例在1:5-2:1之間；基于催化劑的總重量，所述鉑的負載量為1％。

3.根據權利要求1所述負載型催化劑，其特征在于，所述催化劑中兩種金屬鉑:鈷的重量比例為1:1。

4.根據權利要求1所述負載型催化劑，其特征在于，所述載體為選自酸性分子篩，活性炭、ZrO₂、Nb₂O₅或Al₂O₃等中的一種或多種。

5.根據權利要求4所述負載型催化劑，其特征在于，所述載體為活性炭。

6.根據權利要求1所述負載型催化劑，其特征在于，所述催化劑中含有一種或多種單一或復合金屬氧化物，如ZrO₂、Nb₂O₅和ZrO₂-Nb₂O₅復合金屬氧化物。

7.一種負載型催化劑的制備方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一、載體的制備：

將選自分子篩，活性炭、ZrO₂、Nb₂O₅或Al₂O₃等中至少一種載體作為起始原料，在管式爐中，氮氣保護下，7℃/min升至300-700℃，高溫活化1-8小時，優選為3小時。然后將得到的載體材料，加入一定濃度的酸溶液中，在一定溫度下攪拌處理2-10小時，酸優選硝酸、次氯酸或草酸；經處理的載體經真空干燥2-10小時；

步驟二、鉑、鈷前軀體的制備：

將一定量的鉑鹽，鈷鹽(所需質量根據催化劑的負載量確定)，用去離子水溶解，攪拌下，按照總的金屬鹽:乙二胺摩爾比為1:6的量，將乙二胺滴加到上述含有鉑鹽和鈷鹽的溶液中，滴加完畢后，靜置約1小時，即得到乙二胺鹽前軀體，所述鉑鹽和鈷鹽分別可以選自氯鉑酸和硝酸鈷；

步驟三、鉑-鈷催化劑的制備：

采用浸漬法或者沉淀法將步驟二中得到的活性組分負載到催化劑載體上，負載后的材料經70-90℃真空干燥后在氮氣氣氛下于300-500℃焙燒2-6小時；焙燒后的樣品可經過NaBH₄或者氫氣還原備用，NaBH₄還原條件為0℃、pH＝10-12左右的水溶液中加入NaBH₄溶液，充分攪拌2-4小時得到；氫氣還原條件為250-500℃通入氫氣，升溫速率1-5℃/min，還原時間2-6小時。

8.一種由生物質及其衍生物加氫制備戊二醇的方法，所述方法包括以下步驟：

在間歇式密閉高壓反應釜加入反應原料、極性溶劑和根據權利要求1至6中任意一項所述負載型鉑-鈷催化劑，攪拌下進行催化加氫氫化反應，所述催化劑用量為反應原料重量的1/10000～1/10，氫氣初始壓力為1-12Mpa，優選1.5-4Mpa，最優為3Mpa，反應溫度為80-250℃，優選120-200℃，最優選150℃，反應時間為0.5-24h；分離出催化劑，精餾分離出揮發性的產品1,2-戊二醇和1,5-戊二醇。

9.根據權利要求8所述的由生物質及其衍生物加氫制備戊二醇的方法，其特征在于，所述反應原料為生物質或者生物質衍生物糠醛、糠醇，四氫糠醇等，生物質優選富含五碳糖的生物質如玉米芯，稻殼等。

10.根據權利要求8所述的由生物質及其衍生物加氫制備戊二醇的方法，其特征在于，所述極性溶劑選自水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、異丙醇、異丁醇、甲酸，乙酸和丙酮中的一種或多種，優選為水、異丙醇。