[發明專利]一種負載型Ru基催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010142431.7
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111167445A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 王國珍;許金淇;呂慶云;莊坤
• 申請（專利權）人: 武漢輕工大學
• 主分類號: B01J23/58
• 分類號: B01J23/58;C07C31/26;C07C29/14
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 魏蘭

本發明公開一種負載型Ru基催化劑及其制備方法和應用，涉及催化劑技術領域。所述負載型Ru基催化劑包括纖維素微球和負載于纖維素微球上的Ru，其中，所述Ru為纖維素微球質量的3％～10％。纖維素微球富含重金屬吸附活性官能團和吸附位點、易生物降解、對環境無污染，將其作為載體，有效提高了催化劑的活性。因此，本發明制備的負載型Ru基催化劑，比起現有的Ru基催化劑，成本低廉且環保，催化活性更高。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，特別涉及一種負載型Ru基催化劑及其制備方法和應用。

背景技術

山梨醇別名山梨糖醇，分子式是C₆H₁₄O₆，分子量182.17，為白色吸濕性粉末或晶狀粉末、片狀或顆粒，無臭。依結晶條件不同，熔點在88～102℃范圍內變化，相對密度約1.49，易溶于水(1g溶于約0.45mL水中)，微溶于乙醇和乙酸，有清涼的甜味，甜度約為蔗糖的0.7倍，熱值與蔗糖相近。山梨醇具有低糖、低熱值、不致齲齒等糖醇共性和獨特的保濕性、穩定性、抗結晶性，廣泛應用于各類糖果、糕點、餅干、冰淇淋、果凍、飲料、醬料等食品領域。在醫藥化工領域還可作為生產維生素C、司盤和吐溫類表面活性劑的原料，用途十分廣泛，是關乎工業發展、國計民生的重要產品。

目前，在工業生產中，山梨醇主要通過金屬催化劑催化葡萄糖加氫反應制得。早期研究主要采用金屬鎳作為活性金屬，但這種金屬制備的催化劑穩定性差，易在反應過程中流失、原料成本高、污染大。針對這一技術不足，如何獲得催化性能高且穩定性好的催化劑引起了極大關注。隨著研究的深入，目前，主要通過Ru/C催化劑來制備山梨醇，Ru/C催化劑可通過焚燒和酸溶等過程回收貴金屬Ru，但是由于消耗活性炭和無機酸等造成CO₂和廢酸的排放，這種傳統的金屬Ru的回收過程是環境不友好的。

發明內容

本發明的主要目的是提出一種負載型Ru基催化劑及其制備方法和應用，旨在提供一種新型加氫用負載型催化劑。

為實現上述目的，本發明提出一種負載型Ru基催化劑，所述負載型Ru基催化劑包括纖維素微球和負載于纖維素微球上的Ru，其中，所述Ru在所述負載型Ru基催化劑中的負載量為3％～10％。

為實現上述目的，本發明還提出一種負載型Ru基催化劑的制備方法，包括以下步驟：

S10、將纖維素棉短絨漿溶解于堿性溶液后，離心脫泡，制得纖維素溶液，然后在冰水浴下，加入環氧氯丙烷，混勻，制得混合溶液；

S20、在冰水浴下，將乳化劑和異辛烷攪拌混勻后，加入所述混合溶液，繼續攪拌，形成微球，清除微球表面的溶劑后，將微球冷凍干燥，制得纖維素微球；

S30、將所述纖維素微球加入到水溶性釕鹽的水溶液中攪拌形成反應溶液，然后在250～800℃氬氣流中進行高溫還原反應1～4h，制得負載型Ru基催化劑。

可選地，步驟S10中，所述堿性溶液為LiOH與尿素混合物的水溶液、NaOH與尿素混合物的水溶液和NaOH與硫脲混合物的水溶液中的任意一種。

可選地，步驟S10中，所述離心脫泡的條件為：溫度為0～5℃，轉速為6000～80000rpm。

可選地，步驟S10中，所述環氧氯丙烷與所述纖維素溶液的體積比為(1～3)：100。

可選地，在步驟S20中，所述乳化劑為Span 80，其中，所述Span 80的質量與異辛烷的體積量比為(40～60)g：300mL。

可選地，步驟S20中，所述混合溶液與異辛烷的體積比為1:(4～6)。