[發(fā)明專利]一種糠醛制備γ-戊內(nèi)酯的催化劑、其制備方法及γ-戊內(nèi)酯的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810385635.6
• 申請(qǐng)日: 2018-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN108636446B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文志;魯怡娟;朱遠(yuǎn)帥;馬巧智;劉啟予;王晉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J29/70
• 分類號(hào): B01J29/70;C07D307/33
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發(fā)明提供了一種糠醛制備γ?戊內(nèi)酯的催化劑，由Hβ分子篩以及負(fù)載于所述Hβ分子篩上的Zr摻雜的C₃N₄片層狀混合物構(gòu)成；所述由Hβ分子篩、Zr和C₃N₄的質(zhì)量比為(170～180)：1：(3～6)。本發(fā)明提供的催化劑為一種Zr摻雜的C₃N₄負(fù)載于Hβ分子篩的復(fù)合型催化劑，Zr顆粒摻雜于C₃N₄中，相對(duì)穩(wěn)定性好，對(duì)于糠醛催化轉(zhuǎn)化效率高，催化劑的相對(duì)熱穩(wěn)定性好，糠醛完全轉(zhuǎn)化時(shí)所需的溫度較低，且易于從反應(yīng)體系中分離。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，本申請(qǐng)中催化劑對(duì)糠醛的轉(zhuǎn)化率高達(dá)100％，γ?戊內(nèi)酯的收率高達(dá)81.67％。本發(fā)明還提供了一種糠醛制備γ?戊內(nèi)酯的催化劑的制備方法及一種γ?戊內(nèi)酯的制備方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種糠醛制備γ-戊內(nèi)酯的催化劑、其制備方法及γ-戊內(nèi)酯的制備方法。

背景技術(shù)

γ-戊內(nèi)酯是一種低毒的五碳內(nèi)酯，在常溫常壓下是無色有愉悅香味的液體，因此它可以被用作生產(chǎn)香水和食品添加劑的原料。由于它的沸點(diǎn)較高，在有水和氧氣存在的情況下也能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定而不分解或降解，所以它是一種性質(zhì)非常優(yōu)異的溶劑。除此之外，γ-戊內(nèi)酯恰到好處的物理化學(xué)性質(zhì)使得它成為了生產(chǎn)丁烯、戊酸和壬酮的關(guān)鍵中間體，是一種價(jià)值非常高的化學(xué)品。

目前，生產(chǎn)γ-戊內(nèi)酯的常用原料是乙酰丙酸或乙酰丙酸的酯類衍生物，這類化學(xué)品通常價(jià)格較高；常用的催化劑是含有Pt、Pd、Au等貴金屬的加氫催化劑，價(jià)格高昂且容易失活；綜上所述，尋找更加便宜易得的底物和催化效率更高的催化劑具有重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種糠醛制備γ-戊內(nèi)酯的催化劑、其制備方法及γ-戊內(nèi)酯的制備方法。本發(fā)明中的催化劑具有較高的糠醛轉(zhuǎn)化率和γ-戊內(nèi)酯收率。

本發(fā)明提供一種糠醛制備γ-戊內(nèi)酯的催化劑，由Hβ分子篩以及負(fù)載于所述Hβ分子篩上的Zr摻雜的C₃N₄片層狀混合物構(gòu)成；

所述由Hβ分子篩、Zr和C₃N₄的質(zhì)量比為(170～180)：1：(3～6)。

本發(fā)明提供一種糠醛制備γ-戊內(nèi)酯的催化劑的制備方法，包括以下步驟：

A)將鋯源化合物和碳氮源化合物分散于去離子水中，加熱攪拌，得到透明液體；

B)將Hβ分子篩分散于上述透明液體中，得到懸濁液；

所述鋯源化合物、碳氮源化合物與Hβ分子篩的質(zhì)量比為3:10:50～1:10:50；

C)持續(xù)加熱攪拌，將上述懸濁液蒸干，得到懸浮物；

D)將得到的懸浮物干燥研磨，在氮?dú)夥諊蚂褵玫酱呋瘎?/p>

優(yōu)選的，所述鋯源化合物為水溶性的八水合氯氧化鋯；

所述碳氮源化合物為二氰二胺。

優(yōu)選的，所述步驟A)中加熱攪拌的溫度為80～120℃；

所述步驟A)中加熱攪拌的速率為300～800rpm。

優(yōu)選的，所述步驟D)中干燥的溫度為25～40℃；

所述步驟D)中干燥的時(shí)間為8～10小時(shí)。

優(yōu)選的，所述步驟D)中煅燒的溫度為500～700℃；

所述步驟D)中煅燒的時(shí)間為3～5小時(shí)。

優(yōu)選的，所述步驟D)中煅燒的溫度通過升溫實(shí)現(xiàn)；

所述升溫的速率為1～10℃/min。