[发明专利]炔醇选择性加氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种炔醇选择性加氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将含氮生物质与表面活性剂搅拌混合，再加入含铟金属盐和酸液混合均匀后，经干燥、高温煅烧获得氧化铟复合的氮掺杂多孔炭材料；(2)将所述氧化铟复合的氮掺杂多孔炭材料浸渍于Pd前驱体溶液中后，依次经搅拌、烘干、煅烧以及氢气还原处理，得到炔醇选择性加氢催化剂。还公开了上述制备方法制备得到的炔醇选择性加氢催化剂，以及该炔醇选择性加氢催化剂在维生素产业链中炔醇选择性加氢反应中的应用。该制备方法简单，制备得到的炔醇选择性加氢催化剂结构紧密，PdIn合金纳米颗粒高度分散，具有优良的催化性能。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体是涉及一种炔醇选择性加氢催化剂及其制备方法，和炔醇选择性加氢催化剂在维生素产业链中炔醇选择性加氢反应的应用。

背景技术

维生素是人和动物为维持正常的生理功能而必须从食物中获得的一类微量有机物质，在人体生长、代谢、发育过程中发挥着重要的作用。合成维生素在维生素生产中占据的比重逐年增长，而炔醇类物质的选择性加氢反应是维生素生产中最为重要的反应之一。负载型Pd催化剂在该反应中较为常用。目前在工业生产中炔醇加氢反应的催化剂主要是Lindlar催化剂。但是Lindlar催化剂仍存在毒性大、水相稳定性差、选择性不足等许多问题，急需开发一种更为高效、稳定的炔醇选择性加氢反应催化剂。

近期Pd基合金催化剂在炔醇加氢反应领域受到广泛关注，尤其以可还原氧化物为载体时高温氢气还原得到的Pd基合金催化剂。但是这类催化剂通常存在比表面积低等问题，而且这些合金的形成会不同程度的减少表面暴露的Pd位点，从而降低催化活性。炭材料比表面积大且易于调控，是一种理想的催化剂载体。

相比于普通的炭材料，近年来发展迅速的氮掺杂炭材料则有着一些独特的优势，比如氮掺杂改变了炭材料的局域电子结构，有利于贵金属纳米颗粒的分散，通过氮和金属之间的相互作用提高催化剂的活性及稳定性等。但是如何结合两种载体的优势制备独特性能的金属氧化物复合的氮掺杂多孔炭负载的高分散Pd基合金催化剂仍面临巨大的挑战。

Wang等(J.Catal.2017,350,13-20)以Pd颗粒的边角位是造成炔醇过加氢这一理论为基础，开发了一种PdZn/CN@ZnO催化剂，该催化剂就结合了氮掺杂多孔炭和ZnO两种载体的优势，PdZn合金的形成提高了炔醇加氢产物中烯醇的选择性，氮掺杂炭材料则提高了催化剂的活性。选择性的提高是由于Zn毒化了Pd的边角位，但是这种毒化作用并不是选择性的，Zn也会占据平面位，造成催化剂活性的下降。因此如何形成边角位选择性被毒化的Pd基合金也是该领域面临的难题之一。

科学家们通常采用水热法将金属氧化物与炭材料进行复合或者单纯与炭材料进行简单混合煅烧。但是这些方法所得到的复合材料往往分布不均匀，金属氧化物和炭材料易分相。因此，在催化剂的制备领域，寻找一种简单有效的方法将金属氧化物高度分散于氮掺杂的多孔炭材料中，并以此复合材料作为载体，充分利用金属氧化物和氮掺杂多孔炭材料的优势，制备得到高性能的Pd基合金催化剂是一个非常有意义的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种炔醇选择性加氢催化剂及其制备方法，该制备方法应用的原料廉价，制备方法简单，制备得到的炔醇选择性加氢催化剂结构紧密，PdIn合金纳米颗粒高度分散，具有优良的催化性能。

本发明的另一目的是提供一种炔醇选择性加氢催化剂在维生素产业链中炔醇选择性加氢反应的应用。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种炔醇选择性加氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将含氮生物质与表面活性剂搅拌混合，再加入含铟金属盐和酸液混合均匀后，经干燥、高温煅烧获得氧化铟复合的氮掺杂多孔炭材料；

(2)将所述氧化铟复合的氮掺杂多孔炭材料浸渍于Pd前驱体溶液中后，依次经搅拌、烘干、煅烧以及氢气还原处理，得到炔醇选择性加氢催化剂。