[发明专利]一种醇类化合物的合成方法

说明书

本发明提供一种醇类化合物的合成方法，包括：以碳包覆镍的纳米复合材料为催化剂，在氢气气氛下催化醛类化合物进行加氢还原反应；其中，所述纳米复合材料含具有壳层和内核的核壳结构，所述壳层为掺杂氮和氧的石墨化碳层，所述内核为镍纳米颗粒，其中所述纳米复合材料为具有至少一个介孔分布峰的介孔材料。该方法采用含核壳结构的碳包覆镍的纳米复合材料为催化剂，其丰富的介孔结构，有利于催化反应的传质，用于醛类化合物加氢还原合成醇类化合物，具有优异的活性、选择性及安全性。

技术领域

本发明涉及催化领域，具体涉及一种醇类化合物的合成方法。

背景技术

醇类化合物是非常重要的化工中间体，在有机溶剂、精细化工、医药，农药，家用化妆品等行业有十分广泛的用途。例如，正丁醇是一种重要的化工原料，可以用来制备邻苯二甲酸丁酯，脂肪族二元酸酯，磷酸丁酯等增塑剂以及丁酸、丁胺、丙烯酸丁酯等化工原料，也用于溶剂、脱水剂、抗乳化剂以及油脂，香料，抗菌素，维生素等萃取剂，醇酸树脂涂料的添加剂，以及消泡剂、选矿剂等，具有广泛的用途和广阔的市场前景。

工业上正丁醇的生产工艺通常采用丙烯与羰基合成气在铑催化剂的作用下生成丁醛，再经丁醛加氢生成丁醇。近年来，丁醇产品的生产落后于市场需求的增长，供需矛盾逐年加大。

现有技术中液相醛加氢催化剂多为无机物负载催化剂，如氧化硅，氧化铝、氧化镁、氧化锌等。通过加入碱性助剂有助于减少副产物的发生。液相醛加氢催化剂可分为镍系、钯系、镍-铜系三类。钯系催化剂活性较高，但价格昂贵；镍-铜系催化剂的操作温度及压力较高；镍系催化剂具有活性高、操作温度低的特点，在醛加氢领域得到了广泛的应用，逐渐形成了一系列以镍为主要活性组分的醛类加氢催化剂。

中国专利申请201310461354.1公开了一种正丁醛加氢制备正丁醇的方法。使用高分子负载的雷尼镍催化剂，反应选择性高，降低了生产能耗，提高了产品品质和收率。雷尼镍催化剂虽然活性较高，但其在空气中易自燃，需要谨慎处理，否则容易发生着火事故。镍基非晶态催化剂在不饱和化合物的加氢方面具有优越的性能，但非晶态合金催化剂属于亚稳态结构，热稳定性差，随着反应的持续进行催化剂逐渐向晶态转变，从而使催化剂结构发生不可逆转变，导致其活性降低。

由上述可知，开发在空气中稳定并具有优异催化性能的加氢还原催化剂用于醛类化合物的加氢还原，是本领域亟待解决的问题。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供一种醇类化合物的合成方法，该方法采用含核壳结构的碳包覆镍的纳米复合材料为催化剂，碳材料与镍纳米颗粒协同发挥作用，产生了良好的催化效果，其包覆严密的金属纳米粒子，有利于在更苛刻的条件下发挥作用，用于醛类化合物加氢还原合成醇类化合物，具有优异的活性、选择性及安全性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种醇类化合物的合成方法，包括：

以碳包覆镍的纳米复合材料为催化剂，在氢气气氛下催化醛类化合物进行加氢还原反应；

其中，所述纳米复合材料含具有壳层和内核的核壳结构，所述壳层为掺杂氮和氧的石墨化碳层，所述内核为镍纳米颗粒，所述纳米复合材料的酸洗损失率≤60％。

根据本发明的一个实施方式，其中所述醛类化合物为脂肪醛或脂环醛。

根据本发明的一个实施方式，其中所述醛类化合物选自丁醛、环己醛。

根据本发明的一个实施方式，其中所述催化剂占所述醛类化合物质量的1％～50％，优选5％～30％。

根据本发明的一个实施方式，其中所述加氢还原反应温度一般为80-180℃。