一种具有磁性的负载型镍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CN115007159A(43)申请公布日2022.09.06(21)申请号202210641488.0(22)申请日2022.06.07(71)申请人中国科学院大连化学物理研究所地址116000辽宁省大连市沙河口区中山路457号(72)发明人黄家辉付俊红王健(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212专利代理师周媛媛李馨(51)Int.Cl.B01J23/83(2006.01)B01J37/08(2006.01)B01J37/18(2006.01)C07D307/12(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种具有磁性的负载型镍催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种具有磁性的负载型镍催化剂及其制备方法和应用，属于磁性催化剂技术领域。通过使用碱性溶液将镍的前驱体与碱性金属的前驱体共同沉淀为固体，空气中焙烧后进行氢气还原，得到具有磁性的负载型镍催化剂；将所得的催化剂用于催化5‑羟甲基糠醛加氢制备2,5‑四氢呋喃二甲醇，2,5‑四氢呋喃二甲醇的产率可达到100％。本发明的催化剂易分离、可以循环使用、催化反应条件温和，具有商业化推广应用价值。CN115007159ACN115007159A权利要求书1/1页1.一种具有磁性的负载型镍催化剂的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：(1)配制含有镍的前驱体与碱性金属的前驱体的水溶液，滴加碱性溶液，pH维持在9～14，于50‑90℃下老化5‑48h；(2)将步骤(1)得到的沉淀物于氧气体积比为1～30％的氧气和惰性气体的混合气中进行焙烧处理，焙烧温度为400～1200℃，焙烧时间为1～12h，然后于氢气体积比为1～20％的氢气和惰性气体的混合气中进行还原处理，还原温度为150～600℃，还原时间为0.5～10h，得到具有磁性的负载型镍催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述镍的前驱体为硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、醋酸镍、磷酸镍中的一种，所述的催化剂中镍的载量为20‑80wt.％；所述碱性金属为锌、铝、镁、钙、钡、镧、钐中的一种或两种以上。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述碱性溶液的溶质为氢氧化钠、碳酸钠中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述惰性气体为氮气、氩气和氦气中的一种或二种以上的混合气体。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中焙烧温度为400～800℃，还原温度为300～500℃。6.权利要求1‑5任一项所述的制备方法制备的具有磁性的负载型镍催化剂。7.一种采用权利要求6所述的具有磁性的负载型镍催化剂制备2,5‑四氢呋喃二甲醇的方法，其特征在于，以5‑羟甲基糠醛、氢气为反应原料，低碳醇为反应溶剂，通过催化加氢反应合成2,5‑四氢呋喃二甲醇，使用磁场分离回收具有磁性的负载型镍催化剂后，获得含有2,5‑四氢呋喃二甲醇的溶液。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的负载型镍催化剂与5‑羟甲基糠醛的质量比为10:1～1:1，5‑羟甲基糠醛的浓度为1‑100g/L，反应温度为70～150℃，氢气压力为0.5～8MPa。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的氢气压力为1～3MPa。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的低碳醇为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或二种以上的混匀溶液。2CN115007159A说明书1/4页一种具有磁性的负载型镍催化剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于磁性催化剂技术领域，具体涉及一种负载型镍催化剂、制备方法及该催化剂在催化5‑羟甲基糠醛加氢制备2,5‑四氢呋喃二甲醇中的应用。背景技术[0002]2,5‑四氢呋喃二甲醇是一种新型的生物基材料，可以作为优良的溶剂以及用于合成精细化学品，也可以用于合成可降解塑料，尤其是合成聚酯材料。[0003]由于近年来对生物质平台化合物5‑羟甲基糠醛制备工艺的不断改进，使其成本极大地降低。浙江糖能科技有限公司利用2,5‑呋喃二甲醇催化加氢合成2,5‑四氢呋喃二甲醇，实现了百吨级的示范生产(CN113651780A)，生产过程所利用的2,5‑呋喃二甲醇来源于生物基平台化合物5‑羟甲基糠醛。该公司也采用5‑羟甲基糠醛一步法加氢制备2,5‑四氢呋喃二甲醇(CN113666891A)。但是，这两种方法都是使用贵金属作为催化剂。[0004]非贵金属镍基催化剂应用于催化5‑羟甲基糠醛及衍生物加氢制备2,5‑四氢呋喃二甲醇的研究还相对较少，目前已有报道的非贵金属镍基催化剂存在选择性和转化率相对较低的技术问题。发明内容[0005]本发明为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有磁性的