[發明專利]一種負載型介孔分子篩催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710499695.6
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107159300A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 劉雷;馮尚華;董晉湘
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B01J29/03
• 分類號: B01J29/03;C07C29/60;C07C31/20
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 申艷玲

技術領域

本發明涉及一種負載型介孔分子篩催化劑及其制備方法和應用，屬于催化劑制備技術領域。

背景技術

隨著經濟的發展和環境的變化，綠色、可持續的觀念逐步深入人心。生物柴油就是一種可持續的生物質能源。然而生產生物柴油會副產大量的低品質甘油，將低品質甘油轉化為高附加值化學品是有效的解決困擾生物柴油產業的方法。1,3-丙二醇是目前最具經濟價值的產品，以其為單體合成的聚對苯二甲酸-1,3-丙二醇酯(PTT)，因具有優良的回彈、防紫外輻射和抗氯性能以及生物降解性而在服裝面料、工程塑料等領域得以廣泛應用。

由于生產生物柴油帶來了豐富的甘油資源，以甘油為原料生產1,3-丙二醇受到極大的關注，也為1,3-丙二醇的生產提供了一條經濟的途徑。用甘油為原料生產1,3-丙二醇包括微生物發酵的生物法和直接催化加氫的化學法。生物法(中國專利CN 200510011867.8 利用生物柴油副產物甘油生產1,3-丙二醇的方法)條件溫和、原料利用率高、1,3-丙二醇選擇性好，但反應周期長、有效組分低帶來了分離能耗、廢液量大的缺點，而高濃度1,3-丙二醇易使酶中毒失活。化學的催化加氫是在均相或非均相催化劑的作用下，甘油與氫氣反應生成1,3-丙二醇，其中的關鍵是催化劑和反應條件。

文獻(Schlaf M, Ghosh P, Fagan P J, Hauptman E, et al. Metal-Catalyzed Selective Deoxygenation of Diols to Alcohols. Angew. Chem. Int. Ed. 2001,40(20): 3887-3890.)報道了一種Ru為活性組分的均相催化劑，以環丁砜為溶劑，反應溫度110 ℃、5.2 MPa初始氫壓下，1,3-丙二醇的選擇性低于3%。

文獻(Nakagawa Y, Shinmi Y, Koso S, et al. Direct Hydrogenolysis of Glycerol into 1,3-Propanediol over Rhenium-Modified Iridium Catalyst. J Catal., 2010, 272(2): 191-194.)用ReO_x改性的SiO₂為載體負載Ir為催化劑(Ir-ReO_x/SiO₂)，在釜式反應器中以甘油水溶液為對象進行甘油加氫制1,3-丙二醇的反應，在溫度為393 K、初始氫壓8.0 MPa、反應36 h后，甘油的轉化率為81%，1,3-丙二醇的產率38%。但金屬銥與錸的價格昂貴，不易處理。

文獻(Chaminand J., Djakovitch L., Gallezot P., et al. Glycerol Hydrogenolysis on Heterogeneous Catalysts. Green Chem., 2004, 6(8): 359-361.)在添加H₂WO₄的Rh/C催化劑中，以環丁砜為溶劑，在180 ℃、初始氫壓8.0 MPa的條件下對甘油加氫時，產物中1,3-丙二醇與1,2-丙二醇的摩爾比最高可達到2.0。證明了鎢是甘油加氫制1,3-丙二醇的優良催化劑。