[發明專利]一種1,4-丁二醇脫氫制備γ-丁內酯的催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201910905074.2
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110773174B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 侯昭胤;劉皓嵐;姜媛媛;趙懷遠;潘菁
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01J23/80
• 分類號: B01J23/80;B01J35/10;C07D307/33
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種1,4-丁二醇脫氫制備γ-丁內酯的催化劑，其特征在于，所述催化劑的組成為：Mg_(6-x-y)Cu_xZn_yAl₂O₉，其中x=0.2~2, y =0.2~2.8，所述的催化劑用于催化1,4-丁二醇氣相脫氫制備γ-丁內酯;

所述的催化劑的制備方法為：首先采用共沉淀法制備成具有水滑石結構的前驅體，組成為：Mg_(6-x-y)Cu_xZn_yAl₂(OH)₁₆CO₃?H₂O，其中x = 0.2~2, y = 0.2~2.8，再通過高溫焙燒制備而成；

所述的共沉淀法以氫氧化鈉和碳酸鈉溶于水得到的混合溶液進行沉淀，反應過程中控制反應液pH在9.0~12.0范圍之內。

2.根據權利要求1所述的1,4-丁二醇脫氫制備γ-丁內酯的催化劑，其特征在于，所述的1,4-丁二醇脫氫制備γ-丁內酯的催化劑的具體制備步驟如下：

1)將鎂、銅、鋅、鋁的硝酸鹽溶于水中得到溶液A，溶液A中Mg²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺和Al³⁺的濃度分別為0.1~0.6 mol/L、0.01~0.2 mol/L、0~0.3 mol/L、0.05~0.2mol/L；將氫氧化鈉和碳酸鈉溶于水中得到溶液B，溶液B中氫氧化鈉和碳酸鈉的濃度分別為0.5~1.0mol/L和0.1~0.5mol/L；

2)在持續攪拌下，將溶液A和溶液B同時滴加到反應器中，滴加反應過程中控制反應液pH在9.0~12.0范圍之內，反應溫度0~80℃，滴加完畢后老化2~12小時；

3)將步驟2)得到的反應液過濾，所得濾餅用水洗滌至中性；

4)將洗滌后的濾餅在50~150℃下干燥，得到具有水滑石結構的前驅體，組成為：Mg_(6-x-y)Cu_xZn_yAl₂(OH)₁₆CO₃?H₂O，其中x = 0.2~2，y = 0.2~2.8；

5)將步驟4)得到具有水滑石結構的前驅體在空氣氣氛中、300-500℃下焙燒4~6小時，得到催化劑，組成為：Mg_(6-x-y)Cu_xZn_yAl₂O₉，其中x = 0.2~2, y = 0.2~2.8。

3.根據權利要求2所述的1,4-丁二醇脫氫制備γ-丁內酯的催化劑，其特征在于，所述的步驟2)中pH范圍為9.0~10.0，反應溫度10~50℃，老化時間4~8小時。

4.根據權利要求2所述的1,4-丁二醇脫氫制備γ-丁內酯的催化劑，其特征在于，所述的步驟4)中干燥溫度為100~150℃，干燥時間12~24小時。

5.根據權利要求2所述的1,4-丁二醇脫氫制備γ-丁內酯的催化劑，其特征在于，所述的步驟5)中焙燒升溫速率為1~10℃/min，焙燒溫度為400~500℃。

6.根據權利要求1所述的催化劑在催化1,4-丁二醇氣相脫氫制備γ-丁內酯中的應用，其特征在于，所述的1,4-丁二醇氣相脫氫反應溫度為230~280℃，反應壓力為1~10大氣壓，1,4-丁二醇的液時空速為1~19克/小時?克催化劑。

7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于，催化劑使用前用含氫氣的混合氣在200~400℃溫度下還原1~24小時，所述的含氫氣的混合氣為氫氣體積百分含量為1%~100%的氫氣氮氣混合氣。