[發明專利]一種催化2-甲基呋喃選擇性轉化為1,4-戊二醇的方法

有效

• 申請號: 202111474914.8
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN113999088B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 王川;吳敏;殷超群;葉蘭欣;陳凱琴;徐思遠;張欽
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C07C29/17
• 分類號: C07C29/17;C07C31/20;B01J23/89
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 吳頻梅

1.一種催化2-甲基呋喃選擇性轉化為1,4-戊二醇的方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)載體的制備：圓底燒瓶中加入多壁碳納米管和濃硝酸，按照每克碳納米管加入100mL硝酸的比例加入濃硝酸，將圓底燒瓶安裝在油浴鍋中，攪拌，冷凝回流；純化結束后，迅速加入去離子水降溫并且稀釋酸濃度，反復清洗抽濾碳納米管直到最終濾液呈中性，并在70-90 ℃下干燥8-12 h；取出烘干的碳納米管，放入研缽中研磨，過篩后制成碳納米管載體；

(2)負載型鉑-鎳雙金屬催化劑的制備：將一定量的鉑的前驅體鹽，鎳的前驅體鹽，所需質量根據催化劑的負載量確定，用去離子水溶解，攪拌下，超聲振蕩使其金屬離子在溶液中分散均勻；隨后，將得到的金屬前驅體混合溶液均勻滴加到經濃硝酸處理后的MWNT載體上，研磨直至浸漬充分后放入70-90 ℃鼓風干燥箱烘干8-12 h；將干燥后的催化劑裝入管式爐中，在250-450 ℃下通氫氣煅燒還原2-4 h，待降溫取出，得到多壁碳納米管負載鉑鎳雙金屬催化劑PtNi₅/MWNT，隨后放入干燥箱中保存；

(3)在裝有熱導檢測器的高壓反應釜加入反應原料、溶劑和PtNi₅/MWNT催化劑，攪拌下進行催化氫解反應；在反應之前，用氫氣吹掃反應器數次，以除去反應器內的空氣；所述催化劑用量為反應原料重量的 0.1-0.25 mol%；氫氣初始壓力為1-3 MPa；反應溫度為90-130℃；反應時間≥3 h；反應后，通過離心分離催化劑和反應液；溶劑為乙醇/水 體積比=1.5 :2.0。

2.根據權利要求1的催化2-甲基呋喃選擇性轉化為1,4-戊二醇的方法，其特征在于：所述PtNi₅/MWNT催化劑采用共浸漬法合成了鉑鎳雙金屬催化劑，其主體活性組分為鉑，以鎳為助催化組分；其中兩種金屬Pt:Ni質量比例為1:5，鉑的質量分數為1 wt％，鉑前驅體鹽是Pt(NH₄)₄(NO₃)₂、H₂PtCl₆、Na₂PtCl₄、Pt(NH₃)₂(NO₂)₂ 或 Pt(NH₃)₄Cl₂金屬鹽，鎳的前驅體為Ni(NO₃)₂ · 6H₂O 、Ni(OH)₂ 或 Ni(AC)₂水溶液，MWNT表示經過硝酸處理的多壁碳納米管載體。

3.根據權利要求2的催化2-甲基呋喃選擇性轉化為1,4-戊二醇的方法，其特征在于：所述鉑前驅體鹽為四胺合硝酸鉑水溶液、鎳的前驅體鹽為Ni(NO₃)₂ · 6H₂O。

4.根據權利要求1所述的采用一種負載型鉑基催化劑催化2-甲基呋喃直接氫解制備1,4-戊二醇的方法，其特征在于：在進行2-甲基呋喃加氫反應之前，先用H₂對所述負載型鉑基雙金屬催化劑進行還原活化處理。

5.根據權利要求1所述的采用一種負載型鉑基催化劑催化2-甲基呋喃直接氫解制備1,4-戊二醇的方法，其特征在于：步驟（3）中反應條件為氫氣初始壓力為2 MPa，反應溫度為120 ℃，反應時間3 h。

6.根據權利要求1所述的采用一種負載型鉑基催化劑催化2-甲基呋喃直接氫解制備1,4-戊二醇的方法，其特征在于：步驟（3）中2-甲基呋喃的液相加氫反應是在裝有熱導檢測器的反應釜中進行的；向反應釜中加入50 mg的PtNi₅/MWNT催化劑、2 mmol 2-甲基呋喃和3.5mL乙醇/水 體積比=1.5 : 2.0。