[發(fā)明專利]一種固載型Cu-Ni雙金屬催化劑及其催化糠醛完全加氫制備四氫糠醇的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811553606.2
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109529946B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚靜靜;崔靜磊;趙永祥
• 申請（專利權(quán)）人: 山西大學(xué)
• 主分類號: B01J31/28
• 分類號: B01J31/28;C07D307/44
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發(fā)明公開了一種固載型Cu?Ni雙金屬催化劑及其催化糠醛完全加氫制備四氫糠醇的方法。以粗孔微球硅膠為載體，用端基具有?NH₂的有機(jī)硅偶聯(lián)劑對其表面進(jìn)行改性，將有機(jī)硅改性后的微球硅膠與活性金屬Cu源及Ni源進(jìn)行回流，借助金屬Cu和Ni與端基NH₂的絡(luò)合配位作用制備Cu?Ni雙金屬固載型催化劑。采用該催化劑催化糠醛完全加氫制備四氫糠醇，顯著提高了Cu?Ni雙活性金屬位點(diǎn)在在催化反應(yīng)中的穩(wěn)定性及其低溫加氫活性及選擇性，該催化劑可以連續(xù)使用，具有普適性，本發(fā)明具有催化劑活性金屬分散度好、低溫加氫活性高、易回收、穩(wěn)定性好、制備工藝簡單以及產(chǎn)品收率高的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固載型Cu-Ni雙金屬催化劑及其催化糠醛完全加氫制備四氫糠醇的方法，屬于化工能源技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

糠醛是重要的生物質(zhì)基平臺化合物，也是重要的呋喃化合物，全世界糠醛的年產(chǎn)量超過400,000 噸。以糠醛為原料能夠生產(chǎn)出一系列重要的精細(xì)化學(xué)品和液體燃料，包括糠醇、四氫糠醇、2-甲基呋喃和2-甲基四氫呋喃等。

其中四氫糠醇是一種重要的化工原料，具有可降解性、低毒和穩(wěn)定性，其應(yīng)用范圍非常廣闊，可作為工業(yè)上較為綠色的溶劑使用，也可用于制作賴氨酸、四氫呋喃、吡啶和吡喃等的原料，還可以用于制備除草劑、殺蟲劑、防凍劑、增塑劑及脫色劑等化學(xué)物質(zhì)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，四氫糠醇需求量大，價(jià)格昂貴。因此，高效轉(zhuǎn)化生物質(zhì)基糠醛制備高附加值化學(xué)品四氫糠醇具有重要的研究意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

目前工業(yè)上四氫糠醇主要由糠醛經(jīng)兩步加氫而得，糠醛首先進(jìn)行C=O選擇性加氫制備糠醇，主要是Cu-Cr和新型無Cr 、Cu基催化劑，如美國專利US2094975，中國專利CN1562477和CN1978051公開的Cu-Cr催化體系以及中國專利CN1410161和CN1256965 公開的CuMgAl和CuZnAl等無Cr催化體系，催化糠醛加氫制備糠醇，均可以獲得99%以上的糠醇收率。然后第二步糠醇再在一定催化劑下進(jìn)行C=C選擇性加氫制備四氫糠醇，主要是Ni基催化劑。中國專利CN1847234A 公開了以鉬改性的骨架鎳催化劑，在比較溫和的條件下（1.5MPa，30-80^oC）催化糠醇加氫制備四氫糠醇，收率高達(dá)99.5%。中國專利CN1789257采用負(fù)載型的NiCoB非晶態(tài)合金催化劑，在110^oC，3.0MPa氫氣壓強(qiáng)下，催化糠醇加氫制備四氫糠醇，其收率高達(dá)99%。由此可見兩步加氫法可以獲得較高收率的四氫糠醇，是目前工業(yè)上主要采用的生產(chǎn)方法。然而兩步加氫法存在能耗大、Cu-Cr催化劑污染大、骨架鎳催化劑不穩(wěn)定、暴露在空氣中易著火、安全性差、非晶態(tài)合金不穩(wěn)定、制備方法復(fù)雜等問題，一定程度上限制了其大規(guī)模的發(fā)展。因此實(shí)現(xiàn)由糠醛直接加氫制備四氫糠醇具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會意義。