[發明專利]一種MOF基納米復合材料催化香草醛加氫脫氧的方法

在審

• 申請號: 202110386872.6
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113185385A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 王英龍;于曉鵬;崔培哲;朱兆友
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C07C41/18
• 分類號: C07C41/18;C07C43/23;B01J31/22;B01J31/18;B01J31/28;C08G83/00;B22F9/24;B22F1/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 韓麗萍

本發明公開了一種MOF基納米復合材料催化香草醛加氫脫氧的方法，本發明利用水熱穩定性相對較好的UiO系列MOFs材料為載體，然后結合金屬納米顆粒催化香草醛加氫脫氧。解決在香草醛加氫脫氧反應中，傳統催化劑載體存在的一些問題，比如在反應過程中自身燒結、結碳、活性組分浸出和活性受影響大等問題。本發明能夠很好的錨定活性組分，促進活性組分的性能，實現對目標脫氧產物的高產量，達到優異的催化效果。

【技術領域】

本發明屬于催化材料技術領域，涉及一種用于香草醛加氫脫氧還原成高附加值的化學品香精香料和生物質油的催化反應，該體系主要是利用MOF基納米復合材料在一定條件下催化香草醛加氫脫氧的研究。

【背景技術】

開發可再生能源對于減少傳統資源的依賴具有重要意義。生物質資源是一種綠色的完全可再生資源，能用來制備諸如酸、醇、酮和大分子聚合物等衍生物。但是衍生物具有高含氧量、熱值低、高粘度等缺點，影響了其在工業上的應用。所以，有必要對其進行有效的升級，從而獲得高附加值的化學品。升級過程中，加氫脫氧反應是一重要手段，能夠選擇性的脫除多余氧來獲得目的產物。

香草醛是由木質素通過解聚作用產生的，是一種用于連接當前生物質化學資源與技術升級后高利用價值有機化學品的重要平臺分子。香草醛加氫脫氧過程中形成的主要產物是香草醇和2-甲氧基-4-甲基苯酚，有可能還會有少量的鄰甲氧基苯酚產生。在H₂氣體壓力下，香草醛的甲酰基還原為相應的醇生成香草醇。隨后香草醇中的-CH₂OH基團的C-O(σ鍵)發生氫解反應生成2-甲氧基-4-甲基苯酚。2-甲氧基-4-甲基苯酚被廣泛地用作香料或藥物和香料的中間體，而且可以作為生物燃料，辛烷值比普通汽油要高。

專利CN201910846649.8公開了一種金屬鎳催化木質素模型物香草醛加氫脫氧的方法，以木質素模型物香草醛為底物，利用各種鎳鹽作為均相催化劑，使其均勻溶解在反應溶劑中反應物充分接觸反應，均相反應過程活性高、選擇性好，并且避免了非均相催化過程中復雜的催化劑制備過程和催化劑易中毒失活等缺點。但其具有反應溫度過高的缺點。

專利201810193664.2公開了一種甲醇水蒸氣制氫和香草醛加氫脫氧耦合的方法。將甲醇水氣相重整生成的活性氫直接用作香草醛加氫脫氧反應的氫源，避免了外供氫工藝在運輸，儲存和使用過程中的弊端，同時提高了香草醛加氫脫氧反應的速度和效率。但其活性穩定性有待進一步提高。

【發明內容】

[要解決的技術問題]

本發明目的是解決在香草醛加氫還原反應中，傳統催化劑載體存在的一些問題，比如在反應過程中自身燒結、結碳、活性組分的浸出和活性受影響大等問題。為提供一種高效香草醛加氫脫氧的方法，本發明利用水熱穩定性相對較好的UiO系列的MOFs材料為載體，然后結合金屬納米顆粒催化香草醛加氫還原。本發明能夠很好的錨定活性組分，促進活性組分的性能，實現對目標脫氧產物的高產量，達到優異的催化效果。

本發明是通過下述技術方案實現的。

(1)Pt納米顆粒的合成

首先稱取16.8mg聚乙烯吡咯烷酮(分子量為55000)，將其分散在5ml無水乙醇中，然后超聲分散持續5min，然后用乙醇將其定容到45ml。在制備好的氯鉑酸水溶液(濃度為50mmol/L)中用移液槍取600μl，用三次水將其定容到5ml，然后使用移液槍將其逐滴加入到45ml的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液中，滴加過程在100ml的單口圓底燒瓶中進行，在室溫下攪拌2min。最后在油浴鍋中80℃條件下加熱回流2h。2h后自然冷卻，合成的Pt納米顆粒的濃度大約為0.6mmol/L，不需要進一步處理，可直接作為下一步使用。

(2)MOFs載體的合成