一种应用于组装生物乙醇合成高碳醇的氮掺杂碳包覆镍催化剂及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113145155A(43)申请公布日2021.07.23(21)申请号202110256353.8(22)申请日2021.03.09(71)申请人广东工业大学地址510090广东省广州市越秀区东风东路729号(72)发明人王铁军古桔文仇松柏张浅吴小平(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人陈嘉毅(51)Int.Cl.B01J27/24(2006.01)C07C29/34(2006.01)C07C31/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种应用于组装生物乙醇合成高碳醇的氮掺杂碳包覆镍催化剂及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种应用于组装生物乙醇合成高碳醇的氮掺杂碳包覆镍催化剂及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：S1.取可溶性镍盐和聚丙烯酰胺，加水搅拌，完全溶解后干燥，得到前驱体，可溶性镍盐和聚丙烯酰胺的摩尔比为1:(0.5～8)；S2.将前驱体置于惰性气氛中于300～800℃下热解1～6h，所得即为氮掺杂碳包覆镍催化剂。本发明所述方法制备得到的催化剂具有高分散的活性相，能够高效组装小分子醇合成高级醇，同时具有较高的稳定性，在重复使用10次的情况下依旧能保持较高的转化率和有机相收率。CN113145155ACN113145155A权利要求书1/1页1.一种应用于组装生物乙醇合成高碳醇的氮掺杂碳包覆镍催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.取可溶性镍盐和聚丙烯酰胺，加水搅拌，溶解后干燥，得到前驱体；可溶性镍盐与聚丙烯酰胺的摩尔比为1：(0.5～8)；S2.将前驱体置于惰性气氛中于300～800℃下热解1～6h，所得即为氮掺杂碳包覆镍催化剂。2.如权利要求1所述应用于组装生物乙醇合成高碳醇的氮掺杂碳包覆镍催化剂的制备方法，其特征在于，可溶性镍盐和聚丙烯酰胺的摩尔比为1：(1～6)。3.如权利要求1所述应用于组装生物乙醇合成高碳醇的氮掺杂碳包覆镍催化剂的制备方法，其特征在于，可溶性镍盐和聚丙烯酰胺的摩尔比为1：(1～3)。4.如权利要求1所述应用于组装生物乙醇合成高碳醇的氮掺杂碳包覆镍催化剂的制备方法，其特征在于，聚丙烯酰胺的平均分子量为200万～1400万。5.如权利要求1所述应用于组装生物乙醇合成高碳醇的氮掺杂碳包覆镍催化剂的制备方法，其特征在于，可溶性镍盐选自硝酸镍、甲酸镍、醋酸镍、氯化镍、硫酸镍中的一种或多种。6.如权利要求1所述应用于组装生物乙醇合成高碳醇的氮掺杂碳包覆镍催化剂的制备方法，其特征在于，所述干燥为50～120℃下干燥12～100h。7.如权利要求1所述应用于组装生物乙醇合成高碳醇的氮掺杂碳包覆镍催化剂的制备方法，其特征在于，所述热解为以1～30℃/min的升温速率升温至400～700℃，保温2～5h。8.一种应用于组装生物乙醇合成高碳醇的氮掺杂碳包覆镍催化剂，其特征在于，由权利要求1～7任一所述方法制得。9.权利要求8所述应用于组装生物乙醇合成高碳醇的氮掺杂碳包覆镍催化剂在小分子醇水相合成高级醇中的应用。10.如权利要求9所述应用，其特征在于，所述小分子醇为乙醇，所述高级醇为碳原子数为4～16个的异构醇。2CN113145155A说明书1/7页一种应用于组装生物乙醇合成高碳醇的氮掺杂碳包覆镍催化剂及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及催化剂技术领域，更具体地，涉及一种应用于组装生物乙醇合成高碳醇的氮掺杂碳包覆镍催化剂及其制备方法。背景技术[0002]化石资源的过度消耗导致日益严重的环境问题，因而可再生资源的开发利用受到了人们的普遍关注，生物质是唯一的含碳可再生资源，将其转化为燃料、化学品和平台化合物对节能减排和可持续社会的建立都有重要意义。生物乙醇是最重要的大宗生物质化工产品之一，其可以由可大量获取的秸秆、枯草等生物质资源通过生物发酵或催化等方式转化得到，美国和巴西的汽油中已经添加了10％的乙醇(E10)，中国也在逐步推广E10汽油。然而，乙醇属于短链低碳醇，容易吸水，这会导致发动机腐蚀和难以储存等一系列问题，且生物乙醇大多通过生物发酵获得，其存在含水量大，乙醇浓度低等问题。[0003]高级醇是重要的化工平台分子，相比低碳醇，其疏水性好，在水中具有更低的溶解度、易于分离纯化，常在精细化工中作为萃取剂。同时相对于乙醇等低碳醇，其具有更高的能量密度，对发动机的腐蚀性更低，而分子骨架中带有支链的异构化高级醇还具有更高的辛烷值，有望成为一种新型的清洁能源。通过Guerbet反应可在水相中将生物乙醇拼接成富含支链的高级醇，生物乙醇通过Guerbet反应发生碳碳偶联形成高级醇的过程分为三个部分：(1)金属催化剂催化发生醇脱氢；(2)碱催化羟醛缩合；(3)金属催化剂对羟