[發明專利]糠醛加氫制備糠醇用復合納米結構銅催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201811624827.4
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109529912B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 周繼承;李凱
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: B01J29/04
• 分類號: B01J29/04;B01J35/10;C07D307/44
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;劉烽

本發明提供了一種糠醛加氫制備糠醇用復合納米結構銅催化劑，所述催化劑為Cu/@?CeO₂/SBA?15、Cu/@?La₂O₃/SBA?15或Cu/@?Pr₆O₁₁/SBA?15，所述催化劑的制備方法包括先以沉淀法制備鑭系金屬氧化物膜層涂覆在SBA?15分子篩上，經洗滌過濾、干燥和煅燒后形成復合型載體，再以浸漬?還原法制備負載在復合型載體上的活性組分單質銅，得到所述復合納米結構銅催化劑；所述鑭系金屬氧化物的重量為復合型載體的10wt％～30wt％，且所述單質銅的重量為催化劑總重量的8wt％～12wt％。本發明的催化劑具有糠醛轉化率高、糠醇選擇性高、廉價、環保、催化條件溫和的優點。

技術領域

本發明涉及一種新型復合納米催化劑及其制備方法，尤其是一種糠醛加氫制備糠醇用復合納米結構銅催化劑及其制備方法。

背景技術

糠醇作為一種重要的有機化工原料，廣泛用于制備合成纖維和合成橡膠，同時也是燃料、涂料和農藥制備中重要的原材料。如今，糠醇主要來源于糠醛的深加工，通過對糠醛的進一步選擇加氫而獲得，十分符合可持續發展的社會理念。因此開發一種高效、廉價、環保的催化劑具有重要的經濟價值和實際意義。

目前，糠醛加氫催化劑多采用單一的氧化物載體或多孔物質類載體，例如，CN105148923A公開了一種分子層沉積方法制備金屬銅-氧化物(Cu-MO_x)加氫催化劑的制備方法，包括一系列以碳納米管、碳纖維、石墨烯、SBA-15、γ-氧化鋁或二氧化鈦為載體的催化劑。由于這些方法操作復雜，操作條件苛刻，所以不易工業推廣。專利CN1398670A和專利CN1562477A分別公開了一種含有貴金屬Pt和Pd的Cu-Cr催化劑，該系列催化劑雖然有較好的催化活性，但造價昂貴且污染環境。而專利CN106732706A也公開了一種含稀土元素的糠醛加氫催化劑，雖然該系列催化劑具有較高的催化活性，但是催化條件比較苛刻，即溫度為220℃壓力為7Mpa，從而提高了操作條件和設備造價，并且催化劑中活性位氧化銅的占比高達70wt％，反應出氧化銅在催化中的利用率低。

考慮到現有糠醛加氫制備糠醇的工藝中，催化劑占據了相當大的成本。因此，本領域需要更多新結構的糠醛加氫制備糠醇用催化劑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型復合納米催化劑及其制備方法，以解決背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種糠醛加氫制備糠醇用復合納米結構銅催化劑，所述催化劑為Cu/@-CeO₂/SBA-15、Cu/@-La₂O₃/SBA-15或Cu/@-Pr₆O₁₁/SBA-15，所述催化劑的制備方法包括先以沉淀法制備鑭系金屬氧化物膜層涂覆在SBA-15分子篩上，經洗滌過濾、干燥和煅燒后形成復合型載體，再以浸漬-還原法制備負載在復合型載體上的活性組分單質銅，得到所述復合納米結構銅催化劑；所述鑭系金屬氧化物的重量為復合型載體的10wt％～30wt％，且所述單質銅的重量為催化劑總重量的8wt％～12wt％。

根據本發明的新型復合納米催化劑，優選地，所述催化劑不含有貴金屬金、銀、鉑；所述催化劑不含有有毒金屬鉻。

根據本發明的新型復合納米催化劑，優選地，所述浸漬-還原法中使用的還原劑為水合肼。

根據本發明的新型復合納米催化劑，優選地，所述鑭系金屬氧化物的制備原料選自硝酸鑭、硝酸鈰或硝酸鐠。

本發明還提供了一種新型復合納米催化劑的制備方法，其包括如下步驟：

1)配制含有鑭系元素的溶液，且加入一定量SBA-15混合攪拌均勻；

2)于超聲振蕩下，將步驟1)所得混合液添加氨水調節pH值為7.5-9，并繼續攪拌一段時間t，后靜置一段時間t’；