[发明专利]水相催化5-羟甲基糠醛制备2,5-呋喃二甲醛的催化剂及制法和应用

权利要求书

1.一种水相催化5-羟甲基糠醛制备2,5-呋喃二甲醛的催化剂,其特征在于催化剂包括载体，活性金属组分和助剂金属，按最终催化剂重量计，活性金属组分的质量分数为1%-20%，助剂金属组分的质量分数为0-10%，其余为载体;

所述的一种水相催化5-羟甲基糠醛制备2,5-呋喃二甲醛的催化剂的制备方法,包括如下步骤：

将含有活性金属组分和助剂金属组分的可溶性盐配置成水溶液，按催化剂组成，将催化剂载体，与活性金属组分和助剂金属组分的可溶性盐溶液混合后，转移至水热反应釜中，加去离子水至水与催化剂载体的质量比为30-90：1，在150-250 ^oC下反应5-15 h，待自然冷却后分别用水和无水乙醇各洗涤三次得到粉末，在80-120 ^oC下干燥8-12 h，最后将其置于管式炉中，H₂/Ar气氛中还原5-12 h，其中H₂的体积分数为5-10%，气体流速为10-30 mL/min，还原温度为400-600 ^oC；

所述的载体为石墨烯、碳化硅、氧化铝、二氧化硅、活性炭或者氮化碳中的一种；

所述的活性金属组分为金、钯、铂、银、钌、铑中的一种或两种；

所述的助剂金属组分为铜。

2.如权利要求1所述的一种水相催化5-羟甲基糠醛制备2,5-呋喃二甲醛的催化剂,其特征在于所述的活性金属的粒径小于100纳米。

3.如权利要求1所述的一种水相催化5-羟甲基糠醛制备2,5-呋喃二甲醛的催化剂,其特征在于所述活性金属组分的可溶性盐为HAuCl₄、Pd(NO₃)₂∙2H₂O、 H₂PtCl₆∙6H₂O、AgNO₃、RuCl₃或RhCl₃，其水溶液浓度均为0.01-0.1 mol/L。

4.如权利要求1所述的一种水相催化5-羟甲基糠醛制备2,5-呋喃二甲醛的催化剂,其特征在于助剂金属组分的可溶性盐为Cu(NO₃)₂，其水溶液的浓度为0.01-0.1 mol/L。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种水相催化5-羟甲基糠醛制备2,5-呋喃二甲醛的催化剂的应用,其特征在于是以5-羟甲基糠醛为原料，氧气为氧化剂，在催化剂和无碱的水相溶剂中制得2,5-呋喃二甲醛；所述的无碱的水相溶剂是蒸馏水或去离子水。

6.如权利要求5所述的一种水相催化5-羟甲基糠醛制备2,5-呋喃二甲醛的催化剂的应用,其特征在于所述5-羟甲基糠醛与水相溶剂质量比3-15：1，5-羟甲基糠醛与催化剂中活性金属组分的摩尔比为5-100：1，5-羟甲基糠醛与氧化剂的摩尔比为0.01-0.1：1。

7.如权利要求5所述的一种水相催化5-羟甲基糠醛制备2,5-呋喃二甲醛的催化剂的应用,其特征在于所述的反应温度为30-90 ^oC，反应时间为0.5-12 h。