[發(fā)明專利]一種銅基催化劑及其制備方法和在糠醛加氫催化中的用途

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910046518.1
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109569604A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭星翠;徐國強;牟新東;劉帥
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: B01J23/72
• 分類號: B01J23/72;C07D307/44
• 代理公司: 北京金信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 張皓;嚴彩霞

1.一種以二氧化鋯為載體的銅基催化劑，所述二氧化鋯載體銅基催化劑用式Cu/ZrO₂-M表示，其中Cu為活性組分，活性金屬Cu占催化劑總重量的0.05～40％，載體ZrO₂-M為介孔二氧化鋯，所述載體ZrO₂-M占催化劑總重量的99.95～60％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化鋯載體銅基催化劑，其特征在于，所述活性金屬Cu占催化劑總重量的5～35％，載體ZrO₂-M占催化劑總重量65～95％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化鋯載體銅基催化劑，其特征在于，所述活性金屬Cu占催化劑總重量的10～20％，載體ZrO₂-M占催化劑總重量80～90％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述二氧化鋯載體銅基催化劑的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)催化劑前驅(qū)體ZrO₂-M的制備：

(a)在20～60℃恒溫條件下，將模板劑P123(EO₂₀PO₂₀EO₂₀)溶于適量的無水乙醇，劇烈攪拌0.5～5h后得到溶液A，其中模板劑P123與無水乙醇的摩爾比為(0.01～0.03):(35～45)；

(b)另將乙酰丙酮(acac)和丙醇鋯加入無水乙醇，其中各組分的摩爾比為丙醇鋯:乙酰丙酮:無水乙醇＝(0.01～0.03):(0.005～0.003):(35～45)，記為溶液B；

(c)隨后在20～60℃將溶液A、B混合，再加入微量去離子水，繼續(xù)攪拌0.5～3h，形成乳白色凝膠，其中各組分的摩爾比Zr(以Zr原子的摩爾量計):模板劑P123:H₂O＝1:0.01～0.03:4～10；

(d)將凝膠轉(zhuǎn)入具有聚四氟乙烯襯底的水熱釜中，40-100℃晶化24～48h，然后用0.5mol L^-1的NaOH溶液回流處理24h，冷卻、過濾、洗滌，80～100℃干燥過夜，將粉末置于馬弗爐中500～700℃焙燒，得到的產(chǎn)物載體記為ZrO₂-M；

(2)將活性組分Cu的可溶性無機鹽溶液浸漬于載體ZrO₂-M上，經(jīng)過30～100℃干燥，400～550℃下空氣氛圍中焙燒后，冷卻，再在氫氣還原氣氛下以5℃/min的升溫速率至350℃還原3h，氫氣流量100mL/min得到催化劑Cu/ZrO₂-M。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述Cu的可溶性無機鹽選自硝酸銅、氯化銅、硫酸銅等。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述二氧化鋯載體銅基催化劑在由糠醛制備糠醇的加氫還原反應中的用途。

7.一種由糠醛加氫還原制備糠醇的方法，所述方法包括：

將反應原料糠醛、水和根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述二氧化鋯載體銅基催化劑加入密閉高壓反應釜中，室溫下反應釜中填充氫氣的初始壓力為1～8MPa，反應溫度為60～180℃，反應時間為10min～10h。所述原料糠醛與水的質(zhì)量比為1:50～1:10，所述原料糠醛與所述催化劑的質(zhì)量比為1:1～20:1。