[發(fā)明專利]一種用于糠醛液相加氫的Cu/Ce/Co催化劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910046519.6
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109603837B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭星翠;徐國強(qiáng);牟新東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;C07D307/44
• 代理公司: 北京金信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 張皓;嚴(yán)彩霞

本發(fā)明公開了一種用于糠醛液相加氫制糠醇的Cu/Ce/Co催化劑，該催化劑Cu負(fù)載量低、活性高、穩(wěn)定性好。所述Cu/Ce/Co催化劑由Cu、CeO₂和Co₃O₄組成，其中，所述Cu/Ce/Co催化劑中各組分的質(zhì)量百分比為Cu：5～35％，CeO₂：5～35％，Co₃O₄：30～70％。及其制備方法和在用于糠醛液相加氫制糠醇的用途。根據(jù)本發(fā)明的所述Cu/Ce/Co催化劑只由三種無機(jī)物質(zhì)構(gòu)成，綠色無毒，制備過程簡單，價(jià)格低廉，使用方便，具有優(yōu)異的活性、選擇性和穩(wěn)定性，糠醛轉(zhuǎn)化率和糠醇的選擇性均有明顯提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑制備領(lǐng)域，具體地說涉及一種用于糠醛液相加氫制糠醇的由Cu、CeO₂和Co₃O₄組成的催化劑的制備方法及其用途。

背景技術(shù)

石油、煤等不可再生的化石資源構(gòu)成了當(dāng)今能源和化學(xué)工業(yè)的基石。但化石資源的日益枯竭以及使用過程中造成的環(huán)境污染及溫室氣體排放已成為制約社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。資源和環(huán)境的雙重壓力大大推動(dòng)了人們對生物質(zhì)及其衍生物選擇性轉(zhuǎn)化的利用研究?？啡┑纳a(chǎn)以富含多縮戊糖的干蔗渣、玉米芯、稻殼等可再生的農(nóng)林作物為原料，具有取之不盡、用之不竭的特點(diǎn)。其中加氫產(chǎn)物糠醇是一種重要的有機(jī)化工原料，主要用于生產(chǎn)糠醛樹脂、呋喃樹脂、糠醇-尿醛樹脂、酚醛樹脂等。也用于制備果酸、增塑劑、溶劑和火箭燃料等。另外，在染料、合成纖維、橡膠、農(nóng)藥和鑄造等工業(yè)部門也有廣泛的用途。隨著應(yīng)用化學(xué)和精細(xì)化工的飛速發(fā)展，對糠醇的需求也在不斷增長。因此，探求糠醛法生產(chǎn)糠醇的綠色可持續(xù)發(fā)展路徑，具有深遠(yuǎn)的意義和廣闊的前景。

糠醛分子中含活潑醛基且呋喃環(huán)上有碳-碳雙鍵，決定了它的加氫反應(yīng)主要是醛基中的碳氧雙鍵及呋喃環(huán)上碳-碳雙鍵的加氫飽和，生成糠醇或四氫糠醇。此外，由于受相鄰呋喃環(huán)的影響，糠醇側(cè)鏈上的碳氧鍵容易斷開，加氫生成2-甲基呋喃。因此，通過構(gòu)建不同催化劑，實(shí)現(xiàn)金屬Cu基催化劑上糠醛到糠醇的定向轉(zhuǎn)化具有重要的意義。

眾所周知，糠醛加氫制糠醇可分為液相法和氣相法，由于活性金屬、載體類型、助劑與載體的相互作用等因素，使得各種催化劑在糠醛加氫反應(yīng)中表現(xiàn)出很大的不同。

目前糠醛加氫催化劑主要有：

1)含鉻Cu系催化劑：例如朱玉雷等(石油化工，1992，217，466-469)公開了一種共沉淀法制備的Cu-Cr催化劑，該催化劑可以使糠醛轉(zhuǎn)化率達(dá)到100％，糠醇選擇性和收率都在98％以上。但該催化劑中含有致癌物質(zhì)Cr，造成嚴(yán)重的鉻污染，低鉻或無鉻催化劑已成為糠醛生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。

2)無鉻Cu系催化劑，包括CuO-SiO₂、Cu-Zn系催化劑、Cu-Al系催化劑等。例如周亞明等(石油化工，1997，26(1)：4-7)公開了對Cu-Zn系催化劑進(jìn)行了活性測試，。李國安等(精細(xì)石油化工，1995,(1):40-)對載體γ-Al₂O₃、活性炭、MT級白炭黑和SiO₂進(jìn)行篩選。但這些催化劑的不足之處在于反應(yīng)溫度較高，銅晶粒易長大引起催化劑燒結(jié)。

3)骨架鎳系催化劑：劉百軍等(催化學(xué)報(bào)，1997,18(5):176-178)發(fā)現(xiàn)雜多酸鹽Cu_3/2PM₁₂O₄₀改性的RNi對糠醛加氫制糠醇具有較高的活性，不足之處在于催化劑易失活。

4)骨架Co系催化劑：專利CN1066610公開了一種用于糠醛液相加氫生產(chǎn)糠醇的鈷系骨架催化劑，但該催化劑中有Cr，引起鉻污染。

因此仍然需要開發(fā)一種更為環(huán)保且催化性能優(yōu)異的適用于糠醛液相加氫制糠醇的催化劑。

發(fā)明內(nèi)容