[發明專利]一種介孔氧化鎢催化針葉木漿原料合成乙二醇的方法

在審

• 申請號: 201710332372.8
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107200676A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 武書彬;楊赫
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C07C29/09
• 分類號: C07C29/09;C07C31/20;B01J23/652
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及生物質原料制備合成乙二醇技術領域，具體涉及一種采用氧化鎢催化針葉木漿原料合成乙二醇的方法。

背景技術

乙二醇是一種重要的化學品，廣泛應用于聚酯、塑料、防凍劑等生產領域。目前在工業生產中，乙二醇最主要的生產方式是使用石油路線，即首先通過石油制取的乙烯制備環氧乙烷，再經過環氧乙烷水合法/碳酸乙烯酯法制備乙二醇。

眾所周知，石油、煤炭等化石能源短缺已經成為限制工業發展的重要問題。為了緩解化石能源短缺對工業生產帶來的壓力，近年來以生物質原料制備高附加值平臺化學品的生物質煉制技術逐漸受到重視并獲得了快速的發展。

生物質路線為綠色高效生產乙二醇提供了新的途徑。木質纖維素是一種儲量豐富、來源廣泛、綠色環保的可再生資源，近年來開發的鎢系催化劑催化微晶纖維素制備乙二醇已展現出較好的效果(Ji N,Zhang T,Zheng M,et al.Direct catalytic conversion of cellulose into ethylene glycol using nickel-promoted tungsten carbide catalysts[J].Angewandte Chemie International Edition,2008,47(44):8510-8513.)。針葉木漿是廣泛應用于造紙工業的商品紙漿，主要成分為纖維素和少量的半纖維素，相對于高品質的微晶纖維素具有價格低廉、產量豐富等優點。在目前造紙工業的產量趨近穩定的前提下，通過適當的預處理方法，降解其中的半纖維素并保留纖維素，使其作為一種代替微晶纖維素的生物質原料是具有一定的競爭優勢和發展空間的。

介孔材料是指具有2-50nm孔徑的一類材料，介孔材料具有規則的外形和極大的比表面積，可在微米尺度內保持高度良好的孔道有序性，通過優化處理可獲得良好的水熱穩定性，是一種很好的擇形催化劑，在石油化工、光催化等領域有較為廣泛的應用。

因此，使用介孔氧化鎢催化針葉木漿制備乙二醇，以期能夠獲得較好的轉化效果，對加快纖維素催化制備乙二醇的發展進程顯得尤為重要。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種介孔氧化鎢催化針葉木漿原料合成乙二醇的方法。

本發明通過如下技術方案實現。

一種介孔氧化鎢催化針葉木漿原料合成乙二醇的方法，包括如下步驟：

(1)針葉木漿的預處理：將針葉木漿原料與鹽酸混合后轉移至冷凝回流裝置中，加熱攪拌下進行水解反應；判斷反應結束的依據為針葉木漿原料顏色變為淺棕色，取樣品于小燒杯中加水觀察，纖維粒徑均勻，無纏繞聚集現象時停止反應；

(2)針葉木漿微細纖維素粉的收集：將步驟(1)反應結束后的反應混合物取出，加水，靜置沉淀，除去上清液，洗滌，稀釋后進行噴霧干燥，得到針葉木漿微細纖維素粉；

(3)乙二醇的合成：將得到的針葉木漿微細纖維素粉與介孔氧化鎢、釕碳和去離子水置于密閉反應釜中，氫氣氣氛下進行水熱反應，合成乙二醇。

進一步地，步驟(1)中，所述鹽酸的質量濃度為18～20wt％。

進一步地，步驟(1)中，所述針葉木漿原料與鹽酸料液比為1:15～1：20g/mL。

進一步地，步驟(1)中，所述加熱攪拌是先室溫低速200～400r/min攪拌5～10min，再升溫至40～50℃高速800～1000r/min攪拌，反應時間是微細纖維素粉粒徑尺寸重要影響因素，優選高速攪拌的時間為80～120min。

進一步地，步驟(2)中，加水后，反應混合物占總溶液的質量比為1:50～1:150。

進一步地，步驟(2)中，所述靜置的時間為3～8h。

進一步地，步驟(2)中，所述洗滌是用去離子水反復洗滌至洗滌液的pH為6～7。

進一步地，步驟(2)中，所述稀釋是稀釋至原料濃度為1～5wt％。

進一步地，步驟(2)中，所述噴霧干燥的條件為：進樣口溫度為110～120℃，風機功率為90～100％，蠕動泵功率為15～30％，干粉回收率65.5％～79.8％。

進一步地，步驟(2)中，所述針葉木漿微細纖維素粉的纖維素粒徑分布在6.6～71.4μm。

進一步地，步驟(3)中，所述介孔氧化鎢催化劑為采用硬模板法制備得到。

更進一步地，步驟(3)中，所述硬模板法中采用的模板劑包括型號為KIT-6、SBA-15或MCM-41的二氧化硅介孔分子篩。