[發明專利]一種核-殼型脫水-加氫雙功能催化劑、制備方法及其在木糖制備二元醇中的應用

有效

• 申請號: 202110540160.5
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113262784B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 王乃良;席榮;郭慶杰
• 申請（專利權）人: 寧夏大學
• 主分類號: B01J23/652
• 分類號: B01J23/652;C07C31/20;C07C29/141
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種核-殼型脫水-加氫雙功能催化劑在催化木糖一步合成二元醇中的應用，其特征在于，所述催化劑為核-殼型，核為封裝金屬的S-1分子篩，殼層為在核外圍生長封裝固體酸的S-1分子篩；金屬和固體酸為活性組分，分別用于催化加氫反應和脫水反應；所述金屬為釕，所述固體酸為氧化鈮、氧化錫、氧化鎵、氧化鉻中的至少一種，固體酸質量與金屬質量的比值為1~100；

所述的催化劑在催化木糖一步合成二元醇中的應用，包括如下步驟：

所述催化劑使用前在氫氣中200~400 ℃還原，然后將催化劑、原料和溶劑投入反應器中，控制反應器溫度為150~210 ℃，H₂壓力為0.5~5.0 MPa，反應得到二元醇產物，催化反應結束后，離心回收的催化劑經焙燒、還原處理循環使用；所述原料為木糖或木糖的替代物，木糖的替代物為玉米芯、甘蔗渣、稻殼、秸稈或棉籽殼中的一種。

2.根據權利要求1所述的一種核-殼型脫水-加氫雙功能催化劑在催化木糖一步合成二元醇中的應用，其特征在于，所述催化劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）采用乙二胺、十六烷基三甲基溴化銨或其混合物將1~20 mmol/L釕金屬前驅體溶液絡合，得到釕-二胺配合物溶液，后攪拌加入四丙基氫氧化銨和正硅酸乙酯在150~200 ℃晶化，離心收集固體產物，洗滌烘干，得到催化劑核層；

（2）在上述催化劑核層上采用浸漬、球磨或硅烷化方法負載占催化劑核層1~30 wt%氧化鈮、氧化錫、氧化鎵或氧化鉻的前驅體，后在空氣中350~550 ℃焙燒1~6 h，得到負載固體酸活性組分的催化劑核層；

（3）將上述負載固體酸活性組分的催化劑核層作為晶種，再加入四丙基氫氧化銨和正硅酸乙酯在150~200 ℃晶化導向生長殼層，最后在空氣中400~600 ℃焙燒4~8 h，去除四丙基氫氧化銨，得到核-殼型脫水-加氫雙功能催化劑。

3.根據權利要求2所述的一種核-殼型脫水-加氫雙功能催化劑在催化木糖一步合成二元醇中的應用，其特征在于，步驟（1）中釕金屬前驅體溶液中釕金屬和正硅酸乙酯的摩爾比值為2×10^-5~2×10^-3，四丙基氫氧化銨和正硅酸乙酯的摩爾比值為1.2~2.6；步驟（3）中四丙基氫氧化銨和正硅酸乙酯的摩爾比值為1.2~2.6。

4.根據權利要求2所述的一種核-殼型脫水-加氫雙功能催化劑在催化木糖一步合成二元醇中的應用，其特征在于，釕金屬前驅體為氯化釕，氧化鈮的前驅體為五氯化鈮或草酸鈮銨、氧化錫的前驅體為氯化錫、氧化鎵的前驅體為氯化鎵，氧化鉻的前驅體為氯化鉻。

5.根據權利要求2所述的一種核-殼型脫水-加氫雙功能催化劑在催化木糖一步合成二元醇中的應用，其特征在于，固體酸的質量與金屬質量比值為1~50。

6.根據權利要求1所述的一種核-殼型脫水-加氫雙功能催化劑在催化木糖一步合成二元醇中的應用，其特征在于，所述二元醇為1,2-丙二醇、乙二醇、1,2-戊二醇中的至少一種，所述溶劑為水。

7.根據權利要求1所述的一種核-殼型脫水-加氫雙功能催化劑在催化木糖一步合成二元醇中的應用，其特征在于，所述反應器為全混流反應器。