[發明專利]一種聚合反應制備銅催化劑的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202110550245.1
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113332979B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 胡勛;孫愷;孫藝凡;邵月文;李超;李慶銀;張麗君
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B01J23/72
• 分類號: B01J23/72;B01J37/10;C07D307/33
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本發明涉及催化劑技術領域，具體涉及一種聚合反應制備銅催化劑的制備方法及其應用，該催化劑以呋喃類物質，羥基丙酮和銅鹽為原料，通過溶劑熱引發的聚合反應合成銅基催化劑。本發明的銅催化劑，原料含有可再生的生物質基載體，綠色環保，成本廉價，制備過程簡單容易操作，將該催化劑應用于乙酰丙酸及其酯類化合物在有機溶劑中的加氫反應生成γ?戊內酯，最高產率可達到98.9%，適合大規模的工業化生產。

技術領域

本發明涉及一種銅催化劑的制備方法及其應用。

背景技術

乙酰丙酸是非常重要的生物質基平臺化合物，具有重要的應用前景和商業價值，以乙酰丙酸或它的酯類為原料可以通過加氫反應進一步制備γ-戊內酯，1,4戊二醇等高附加值化學品。乙酰丙酸加氫主要用貴金屬催化劑，但是成本高，合成工藝復雜，工業化應用受限。

乙酰丙酸酯類生成γ-戊內酯的加氫反應路徑包括（1）加氫活性位點通過加氫反應將乙酰丙酸轉化為2-羥基戊酸，（2）酸性位點通過內酯化反應將2-羥基戊酸轉化為γ-戊內酯。銅作為非貴金屬分散到載體上可以作為加氫活性位點，用于加氫反應，因此是貴金屬的理想替代品。碳材料擁有豐富的孔結構，有很好的吸附作用，可以迅速吸附加氫反應的原料到其表面，進行加氫反應。同時碳載體的酸性位可以促進內酯化反應形成γ-戊內酯。通過呋喃類化合物和羥基丙酮聚合反應制備雙功能銅催化劑，可以實現高效高選擇性的催化轉化乙酰丙酸或其酯類制備γ-戊內酯，并且該催化劑制備過程簡單，有較好的工業化前景。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種聚合反應制備銅催化劑的制備方法及其在乙酰丙酸在加氫反應中的應用。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種聚合反應制備銅催化劑的制備方法，其特征在于，催化劑的制備步驟是：

（1）將2-6質量份的呋喃類化合物，2-6質量份的羥基丙酮和5-15質量份的甲醇在25-50℃條件下劇烈攪拌0.5-12h；

（2）向(1)所述混合液中加入5-20質量份的去離子水，1-5質量份的銅鹽，在25-50℃條件下攪拌0.5-4 h；

（3）將(2)所述混合溶液放入高壓反應釜內，1-5MPa的氣體氣氛下，150-250℃加熱10-15 h，反應后的懸濁液經過離心洗滌干燥得到銅催化劑。

所述的催化劑，其特征在于，步驟（1）中的呋喃類化合物包括糠醛，糠醇或呋喃中的一種。

所述的催化劑，其特征在于，步驟（2）中的銅鹽包括硝酸銅，硫酸銅，氯化銅，草酸銅或者乙酰丙酮銅中的至少一種。

所述的催化劑，其特征在于，氣體是氮氣或者氫氣中的一種。

所述的銅催化劑的應用，其特征在于：將其應用于乙酰丙酸及其酯類化合物在有機溶劑中的加氫反應，，將0.1-0.5質量份乙酰丙酸乙酯，1-5.0質量份異丙醇，0.01-0.05質量份銅催化劑加入反應釜中，加氫反應的溫度為100-180℃，反應時間為0.5-6h，氫氣壓力為0.2-4 MPa。

本發明的制備方法具有如下優點及有益效果：本發明開發的固體酸催化劑具有高穩定性以及高選擇性，將其應用于乙酰丙酸及其酯類化合物在有機溶劑中的加氫反應。

發明附圖

圖1是銅基催化劑制備流程圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明中的技術方案，下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施列，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明的保護范圍。

對比例1