[發明專利]一種脫氫催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202011253758.8
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112371130A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 高志杰;宋彥磊;肖長松;徐宜彬;吳興龍
• 申請（專利權）人: 濱州裕能化工有限公司
• 主分類號: B01J23/80
• 分類號: B01J23/80;B01J35/10;C07D307/33
• 代理公司: 鄭州翊博專利代理事務所(普通合伙) 41155
• 代理人: 付紅莉;周玉青

本發明屬于催化劑技術領域，公開了一種脫氫催化劑及其制備方法。該脫氫催化劑由CuO、ZnO和ZrO₂按摩爾比為5：（1～5）：（0.5～4）組成。脫氫催化劑的制備方法具體步驟為：1）按脫氫催化劑中Cu、Zn和Zr的比例將Cu、Zn和Zr的可溶性鹽溶解在水中，得到混合溶液；2）將混合溶液與沉淀劑溶液混合后進行共沉淀，共沉淀反應結束后，依次進行陳化、過濾、洗滌處理，得到沉淀物；3）將沉淀物干燥后在300～400℃焙燒3～5h，即得脫氫催化劑。本發明脫氫催化劑比表面積大，催化活性高，能夠特異性催化1,4?丁二醇脫氫制備γ?丁內酯，對1,4?丁二醇的轉化率高，對γ?丁內酯選擇性的選擇性高。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，具體涉及一種脫氫催化劑及其制備方法。

背景技術

γ-丁內酯又稱4-羥基丁酸內酯，其自身結構是一種含五元雜環的化合物，γ-丁內酯是一種無色液體，有類似丙酮的氣味，具有高沸點和高溶解能力的特點。其反應性能好，電導率高，穩定性好，使用安全。γ-丁內酯作為一種重要的有機溶劑，廣泛用于石油工業、醫藥、合成纖維、合成樹脂、農藥等許多方面。作為一種重要的精細化工和有機化工原料，主要用于合成吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮等產品。

按照合成原料分類，合成γ-丁內酯的方法包括糠醛法、順酐加氫法和1,4-丁二醇脫氫法。1,4-丁二醇脫氫法的副產物主要是四氫呋喃(THF)和少量的丁醇(BOL)，組分簡單，產品易分離，合成的γ-丁內酯品質好，可以滿足制藥原料和電池電解液對γ-丁內酯品質的高要求，因此，1,4-丁二醇脫氫法為合成γ-丁內酯的主要方法。

目前國內外采用1,4-丁二醇脫氫法制備γ-丁內酯的主要催化劑為銅鉻(Cu-Cr)系催化劑。銅鉻系催化劑還存在γ-丁內酯產率低、Cr污染等問題，因此，近幾年，隨著人們對環保越來越重視，一直都被用作加氫催化劑的Cu-Zn系催化劑也成為1,4-丁二醇脫氫催化劑的又一研究熱點，受到人們越來越多的關注。但是與含Cr催化劑相比，現有的Cu-Zn系催化劑存在比表面積不高、催化活性不高、選擇性低、穩定性差等缺點。

發明內容

針對現有技術中存在的問題和不足，本發明的目的旨在提供一種脫氫催化劑及其制備方法。

為實現發明目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明首先提供了一種脫氫催化劑，所述脫氫催化劑由CuO、ZnO和ZrO₂組成，CuO、ZnO和ZrO₂的摩爾比為5：(1～5)：(0.5～4)。

根據上述的脫氫催化劑，優選地，所述脫氫催化劑中CuO、ZnO和ZrO₂的摩爾比為5:4:1。

本發明還提供了上述的脫氫催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)按脫氫催化劑中Cu、Zn和Zr的摩爾比將Cu、Zn和Zr的可溶性鹽溶解在水中，得到混合溶液；

(2)將步驟(1)制得的混合溶液與沉淀劑溶液混合后進行共沉淀，共沉淀反應結束后，依次進行陳化、過濾、洗滌處理，得到沉淀物；

(3)將沉淀物干燥后在300～400℃焙燒3～5h，即得脫氫催化劑。

根據上述的制備方法，優選地，步驟(1)中Cu、Zn和Zr的可溶性鹽為Cu、Zn和Zr的硝酸鹽。

根據上述的制備方法，優選地，所述沉淀劑為NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃、NH₄HCO₃、氨水中的至少一種。

根據上述的制備方法，優選地，所述共沉淀反應的反應溫度為65～85℃，反應體系pH為7.0～7.5。