用于催化糠醛加氢制备糠醇反应的催化剂、制备方法及其应用.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CN111111744A(43)申请公布日2020.05.08(21)申请号202010006012.0(22)申请日2020.01.03(71)申请人云南大学地址650000云南省昆明市翠湖北路2号(72)发明人方文浩王永星(74)专利代理机构成都市鼎宏恒业知识产权代理事务所(特殊普通合伙)51248代理人谢敏(51)Int.Cl.B01J29/03(2006.01)B01J29/04(2006.01)C07D307/44(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称用于催化糠醛加氢制备糠醇反应的催化剂、制备方法及其应用(57)摘要本申请公开了一种用于催化糠醛加氢制备糠醇反应的催化剂、制备方法及其应用，该催化剂包括MCM-41分子筛和铜元素，所述铜元素负载于所述MCM-41分子筛上；所述铜元素在所述催化剂中的负载量为1～5wt％。该催化剂采用廉价的过渡金属铜作为活性中心，采用吸附法将单金属铜负载在MCM分子筛上，制备出新型Cu/MCM-41分子筛催化剂。该催化剂在糠醛加氢还原制备糠醇的反应中，能在一个大气压(1bar氢气)和较低温度(≤120℃)条件下，实现糠醇收率≥90％，具有极其优越的催化效果。CN111111744ACN111111744A权利要求书1/2页1.一种用于催化糠醛加氢制备糠醇反应的催化剂，其特征在于，包括：MCM-41分子筛和铜元素，所述铜元素负载于所述MCM-41分子筛上；所述铜元素在所述催化剂中的负载量为1～5wt％。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述铜元素在所述催化剂中铜元素的负载量为2～3wt％；催化糠醛加氢制备糠醇反应时反应温度≤120℃，糠醇收率≥90％。3.一种如权利要求1或2中所述催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将含铜元素的溶液逐滴加入新鲜配制的聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌条件下加入MCM-41分子筛粉末，并继续搅拌混合均匀；2)逐滴加入新鲜配制的硼氢化钠溶液，搅拌1～8小时后，过滤得到滤饼并对所述滤饼依序进行洗涤、抽滤、干燥得到所述催化剂；所述聚乙烯吡咯烷酮加入质量为负载铜元素质量的1.2～2.4倍。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硼氢化钠的量为负载铜元素摩尔量的5～10倍；所述含铜元素溶液的浓度为0.312～1.56×10-3mol/L。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述含铜元素的溶液为硝酸铜溶液；所述滤饼干燥条件80～120℃。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在转速：600rpm的磁子搅拌下，称取0.038g负载金属CuN2O6·3H2O溶解于250ml去离子水中，配成溶液I；2)之后向溶液I中逐滴加入浓度为0.004g/ml新鲜配制的聚乙烯吡咯烷酮溶液3ml，聚乙烯吡咯烷酮的质量为负载金属质量的1.2倍；搅拌15min后，加入0.50gMCM-41分子筛粉末，并持续搅拌5min；3)最后向上述溶液中逐滴加入浓度为0.0059g/ml新鲜配制的硼氢化钠溶液5ml，硼氢化钠的量为负载金属摩尔量的5～10倍；搅拌2h后，用80℃的去离子水冲洗滤饼至中性，洗涤完毕后，将所得滤饼于80℃干燥12h，研磨后储存，制得所述催化剂。7.一种糠醛加氢制备糠醇的方法，其特征在于，所述催化剂为采用如权利要求3～6中任一项所述方法制备得到的如权利要求1或2中任一项所述的催化剂。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：将异丙醇、糠醛和所述催化剂混合后与氢气接触，保持氢气压力为1bar，升温至90～120℃后搅拌反应4h，反应结束。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，异丙醇、糠醛和所述催化剂按摩尔比为130:1:0.83～130:10:1.66混合。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)称取0.05g所述催化剂于高压反应釜内胆中，加入5ml异丙醇和0.042mL糠醛，将高压釜与氩气钢瓶连接，通入氩气，使釜内氢气压强保持在5bar，之后用隔膜真空泵抽真空，反复上述操作三次，排除釜内空气；2)之后将高压釜与氢气钢瓶连接，通入氢气，使釜内氢气压强保持在1bar；3)调节油浴锅温度至120℃，当温度稳定在预设温度T±1℃后，将反应釜放入油浴中，并伴有搅拌，转速为900rpm，当釜内反应温度达到预设温度时开始计时，反应持续时间为2CN111111744A权利要求书2/2页4h，所得产物中糠醛转化率为90％，产物选择性100％。3CN111111744A说明书1/7页用于催化糠醛加氢制备糠醇反应的催化剂、制备方法及其应用技术领域[0001]本申请涉及一种用于催化糠醛加氢制备糠醇反应的催化剂、制备方法及其应