[发明专利]一种催化剂、其制备方法和在还原香草醛中的应用

说明书

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种催化剂及其制备方法和在还原香草醛中的应用。该催化剂由简单的一锅法制备花状分层结构的CoAl‑LDH前体作为前驱体，室温下Pd²⁺与前驱体中还原性Co²⁺发生原位还原生成Pd单质负载在CoAl‑LDH载体上，使得负载金属催化剂拥有活性位点，从而具有好的催化活性。本发明中的催化剂制备方法简单，并且催化剂的稳定性较好，能在低压下实现香草醛还原到4‑甲基愈创木酚。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种催化剂、其制备方法和在还原香草醛中的应用。

背景技术

4-甲基愈创木酚是一种重要的化工原料和有机合成中间体，广泛的用作香料、医药领域等。

目前木质素衍生物的加氢与脱氢都以香草醛(典型的木质素模型化合物)为模型反应，需要贵金属且比较苛刻的反应条件才能完成：反应温度要求很高(120-200℃)，同时需要较为高的氢气压力(15-40bar)，得到产物的产率在50％-99％不等，虽然有的产率很高，但是其反应温度和压强都比较苛刻，在工业生产上，对反应所需要的设备要求很高，不利于大规模生产。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种金属Pd催化剂(Pd/CoAl-LDH)、其制备方法和在催化香草醛还原中的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种可用于还原香草醛的催化剂，所述催化剂为花状分层结构的CoAl-LDH前体负载Pd催化剂，以CoAl-LDH前体为骨架，骨架上负载活性组分Pd，所述催化剂中Pd元素的质量百分比含量为(1-5)％，CoAl-LDH前体是通过将硝酸钴、尿素和硝酸铝溶于溶剂中，在密闭条件下，于130-170℃反应8-16h得到。

所述催化剂的制备方法依次包括如下步骤：

(1)将摩尔比为2:(0.5-5):(2-10)的硝酸钴、硝酸铝、尿素溶于溶剂中，在密闭条件下，130-170℃反应8-16h，反应后，过滤，洗涤，干燥，得到CoAl-LDH前体；

(2)将CoAl-LDH前体超声分散在水中，取四氯钯酸钠(Na₂PdCl₄)溶解在水中得Na₂PdCl₄溶液，然后将其滴入上述CoAl-LDH前体分散液中，然后在室温下持续搅拌反应5-12h，离心，洗涤，干燥，得到Pd/CoAl-LDH催化剂。

进一步的，所述步骤(1)中硝酸钴、硝酸铝和尿素的摩尔比为2:1:(5-10)，优选为2:1:7。

进一步的，所述步骤(2)中CoAl-LDH前体与四氯钯酸钠的质量比为0.2g:(10-12)mg，优选为质量比为0.2g:11.5mg。

进一步的，步骤(1)中干燥的条件是在70℃下真空干燥12h；步骤(2)中所述干燥的条件为：在60℃下真空干燥12h。

进一步的，步骤(1)中所述溶剂为甲醇。

进一步的，所述步骤(1)在密闭条件下，150℃下反应12h。

进一步的，所述步骤(2)在室温下持续搅拌反应12h。

上述花状分层结构的CoAl-LDH前体负载Pd催化剂在还原香草醛中的应用，其步骤是：将催化剂、溶剂、香草醛按照比例20mg：5-16mL：(0.1-0.3)g加入到反应容器中，密封后充入5bar-40bar还原性气体，在60-120℃反应1-10h，得到还原产物。