木质素衍生镍基催化剂及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115007154A(43)申请公布日2022.09.06(21)申请号202210688922.0C07C29/34(2006.01)(22)申请日2022.06.16C07C31/125(2006.01)C07C31/12(2006.01)(71)申请人广东工业大学B82Y40/00(2011.01)地址510060广东省广州市东风东路729号(72)发明人林绪亮许权洲费星邱学青秦延林王铁军张文礼陈理恒俎喜红林煜翔孙世荣(74)专利代理机构广州艾维专利商标代理事务所(普通合伙)44739专利代理师黄强(51)Int.Cl.B01J23/755(2006.01)B01J27/02(2006.01)B01J27/185(2006.01)B01J27/24(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称木质素衍生镍基催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及一种木质素衍生镍基催化剂的制备方法。本发明在制备元素掺杂木质素树脂前驱体时，采用羧甲基化试剂对木质素进行羧甲基化改性；选用甲醛作为添加剂，对改性试剂进行接枝反应，羧甲基化木质素溶液与改性试剂进行缩合反应得到不同元素掺杂的木质素树脂前驱体。随后元素掺杂木质素树脂前驱体与硝酸镍溶液通过自组装共沉淀法制备得到木质素‑镍复合材料。木质素‑镍复合材料干燥后在不同气体氛围下煅烧得到木质素衍生镍基催化剂，其粒径可达6‑22nm。本发明制备得到的木质素衍生镍基催化剂可用于乙醇偶联反应，乙醇转化率可达到81.8%，高级醇的收率可达35.3%，具有优异的催化性能。CN115007154ACN115007154A权利要求书1/1页1.一种木质素衍生镍基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将碳源、羧甲基化试剂、改性剂、添加剂在碱性条件下合成功能化木质素前驱体，所述碳源选自木质素；（2）通过共沉淀法将步骤（1）中得到的功能化木质素前驱体与硝酸镍络合，反应完全后干燥得到木质素‑镍复合材料；（3）将步骤（2）中得到的木质素‑镍复合材料在保护气体氛围下煅烧得到粉末状颗粒，充分研磨后得到木质素衍生镍基催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述羧甲基化试剂选自一氯乙酸、一溴乙酸、碘乙酸中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述改性剂选自二乙烯三胺、赖氨酸、组氨酸、聚乙烯亚胺、乙二胺、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、磷酸二氢铵、2‑甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯、磷酸中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述添加剂选自甲醛、乙醛、戊二醛、聚甲醛、尿素的一种或多种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中合成功能化木质素前驱体的条件为：反应温度为40~90℃，反应时间为2~8h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述共沉淀法的条件为：反应温度为10~40℃，反应时间为2h。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述保护气体选自氨气、氮气、氩气、空气中的一种或多种；最优选地，所述保护气体选自氮气。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述煅烧处理的条件为：煅烧温度400~800℃，煅烧时间为2~7h。9.根据权利要求1‑8任一项所述制备方法制备得到的木质素衍生镍基催化剂。10.根据权利要求9所述的木质素衍生镍基催化剂在乙醇偶联制备高级醇中的应用。2CN115007154A说明书1/7页木质素衍生镍基催化剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于碳材料领域，尤其涉及一种负载镍金属碳材料催化剂及其制备方法、应用。背景技术[0002]随着化石燃料的消耗日益增加，寻找可持续、低成本、绿色的可替代化石燃料成为了广泛关注的话题。生物乙醇作为燃料使用时具有廉价、易得和环保等优点，可代替不可再生的化石燃料。同时，利用可再生生物质发酵获得的乙醇并进一步实现其向高级醇（丁醇、正己醇、二乙基丁醇等）的转化，能有效地降低成本。然而，乙醇的易吸水、能量值低等缺点极大的限制了生物质乙醇作为燃料的应用。因此，将乙醇转化为热值更高的高级醇能够有效地解决此问题。高级醇具有能量高、密度接近汽油等优点，使其成为一种备受关注的候选燃料添加剂。[0003]目前乙醇偶联反应中所使用的高效催化剂主要包括均相钌、铱配合物催化剂、Mg‑Al复合氧化物及沸石催化剂、羟基磷灰石（HAP）和金属负载等非均相催化剂。高生产成本和反应过程中的有机溶剂污染在一定程度上限制了均相催化剂的大规模应用。负载型金属催化剂具有成本低、化学稳定性优异以及微结构可控等优点，被优选为乙醇转化为高级醇的催化材料。[0004]木