[發明專利]一種用于α;α’-二亞糠基環戊酮加氫脫氧的催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201910484230.2
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN110180568A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 趙煒;敖磊;王仃凱;郭甜甜;崔明昱;付水源;關尹雙;劉開帥
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B01J27/18
• 分類號: B01J27/18;C10G3/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

本發明公開了一種用于α,α’?二亞糠基環戊酮加氫脫氧的催化劑及其制備方法和應用，所述催化劑是以磷酸鋯為載體，載體中分散有金屬活性組分。其制備方法為：采用初濕浸漬法將金屬活性組分的前驅體溶液分散到磷酸鋯載體上，再通過陳化、干燥、煅燒、還原，得到所述催化劑。本發明所制備的加氫脫氧催化劑為非貴金屬催化劑，具有成本低廉、易于工業化應用的特點，同時該催化劑具備比所報道的貴金屬催化劑更好的脫氧效率和高碳數烷烴(C14和C15)選擇性。

技術領域

本發明涉及可再生航空煤油的制備技術領域，特別涉及一種催化生物質基含氧衍生物α,α’-二亞糠基環戊酮加氫脫氧的催化劑、其制備方法及其應用。

背景技術

隨著石油、煤炭等化石能源的不斷枯竭，全球石油資源逐漸減少，能源問題將成為阻礙人類發展的至關重要的問題，因此最終會導致能源危機，尋找傳統化石能源的替代品已經成為全世界關注的焦點問題。為了緩解能源危機，可再生燃料的開發是必要的。生物航空煤油是一種全新的可再生能源，隨著科技和社會的發展，引起了越來越多的關注。相比于石油基航煤，生物航煤的碳排放量減少近50％，這對溫室效應具有很大的緩解作用。其次生物航煤的成分非常干凈，其中沒有對環境有危害的物質，較石油基航煤而言，幾乎沒有S、N等在燃燒過程中會嚴重污染空氣的元素。近年來，從木質纖維素平臺化合物合成可再生生物航空燃料引起了人們的廣泛關注。通常，該策略需要經過兩個步驟。首先是通過木質纖維素平臺化合物之間的C-C偶聯反應，將碳鏈增長，得到航煤燃料碳數范圍(C8-C16)的含氧燃料前驅體，然后通過加氫脫氧反應去除這些前驅體中的氧，得到具有高能量密度、高穩定性的液烴燃料。

在現有的合成路線中，使用廉價易得的木質纖維素平臺化合物糠醛和環戊酮為原料，經過羥醛縮合反應得到前驅體α,α’-二亞糠基環戊酮(F₂C)，再對F₂C進行加氫脫氧可以得到高質量的航空煤油范圍烷烴。糠醛是一種非常重要的生物質平臺化合物，它是由農林廢棄物通過酸催化的水解-脫水連續反應制備，目前已有幾十年的生產歷史。環戊酮是糠醛選擇性加氫的產物，也是生物油的成分之一。因此，以糠醛和環戊酮為原料的燃料合成路線是完全可再生、可持續發展的，并且所得到的燃料產物為具有支鏈和五碳環的液態烴，是一種高質量的航空燃料。

在F₂C的加氫脫氧反應中，脫氧率和和碳鏈的選擇性至關重要，將直接影響最終燃料產物的燃燒性能，所以加氫脫氧催化劑的設計和制備是非常關鍵的。

目前對于F₂C的加氫脫氧研究較少，已有的報道均采用貴金屬基催化劑，但是貴金屬價格高昂、儲量有限，從實際應用出發，開發廉價、高效的非貴金屬加氫脫氧催化劑意義重大。

發明內容

為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種用于α,α’-二亞糠基環戊酮加氫脫氧的催化劑及其制備方法和應用，該催化劑具有制備方法簡單、成本低、脫氧效果好、高碳數烷烴選擇性高等特點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種用于α,α’-二亞糠基環戊酮加氫脫氧的催化劑，所述催化劑是以磷酸鋯為載體，載體中分散有金屬活性組分。

優選的，所述金屬活性組分為Ni、Mo、Fe、Co、Cu、Zn中的一種或多種。

優選的，所述金屬活性組分在催化劑中的質量含量為0.5％～10％。

一種用于α,α’-二亞糠基環戊酮加氫脫氧的催化劑的制備方法，包括以下步驟：

采用初濕浸漬法將金屬活性組分的前驅體溶液分散到磷酸鋯載體上，再通過陳化、干燥、煅燒、還原，得到所述催化劑。

優選的，所述陳化過程在密封條件下進行，持續時間為2～48h。