[发明专利]一种双功能催化剂、制备以及用于5-羟甲基糠醛一步法合成2,5-呋喃二烷基醚

权利要求书

1.一种双功能催化剂，其特征在于，所述双功能催化剂包括载体和具有加氢活性的金属元素；

所述载体为多级孔ZSM-5分子筛载体；

所述多级孔ZSM-5分子筛含有介孔结构。

2.根据权利要求1所述的双功能催化剂，其特征在于，所述介孔孔径为2～20nm；

所述多级孔ZSM-5分子筛的硅铝原子比为50～300；

所述具有加氢活性的金属元素选自Cu、Ni、Au、Ru、Pd中的至少一种，所述金属元素的负载量为0.1wt％～15wt％；

优选地，所述双功能催化剂兼具酸性位和加氢活性位。

3.一种双功能催化剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)将含有硅源、铝源、模板剂和醇类化合物的原料制成干凝胶；

2)在密封条件下，将干凝胶在含有水蒸气的气氛下晶化，焙烧，得到多级孔ZSM-5分子筛；

3)将多级孔ZSM-5分子筛浸渍于含有金属元素前驱体的溶液中，然后经干燥，焙烧，还原，得到所述双功能催化剂。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1)所述原料中硅源、铝源、模板剂和醇类化合物的摩尔比为：

硅源：铝源：模板剂：醇类化合物＝1.01～1.1：0.003～0.02：0.1～0.3：10～1000；

其中，硅源的摩尔数以SiO₂计，铝源的摩尔数以Al₂O₃计，模板剂的摩尔数以模板剂本身的摩尔数计，醇类化合物的摩尔数以醇类化合物本身的摩尔数计。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述干凝胶由包含以下步骤的方法制备：

将硅源、铝源、模板剂和醇类化合物混合，得到原料凝胶；

将所得原料凝胶置于20～40℃下干燥不少于24小时，即得所述干凝胶。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述晶化的温度为160℃～200℃；所述晶化的时间为60～96小时；

优选地，步骤2)中所述晶化的温度为170℃～190℃；所述晶化的时间为70～80小时；

优选地，步骤2)中所述焙烧条件为550℃下干燥6～8h。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述金属元素选自Cu、Ni、Au、Ru、Pd中的至少一种；

优选地，所述金属元素前驱体选自Cu的氯化物、Cu的硝酸盐、Cu的硫酸盐、Ni的氯化物、Ni的硝酸盐、Ni的硫酸盐、Au的氯化物、Au的硝酸盐、Au的硫酸盐、Ru的氯化物、Ru的硝酸盐、Ru的硫酸盐、Pd的氯化物、Pd的硝酸盐、Pd的硫酸盐中的至少一种；

优选地，步骤3)中所述金属元素的负载量为0.1wt％～15wt％；

优选地，步骤3)中所述焙烧条件为400～600℃下焙烧5～6h；

优选地，步骤3)中所述还原条件为250～500℃下还原2～4h。

8.一种5-羟甲基糠醛一步加氢醚化制备2,5-呋喃二甲醇二烷基醚的方法，其特征在于，将含有5-羟甲基糠醛和烷基醇的物料通入反应器中与双功能催化剂接触反应，一步加氢醚化制备得到2,5-呋喃二甲醇二烷基醚；

所述烷基醇具有如式I所示的结构式：R-OH式I；其中，R为C₁～C₁₀的烷基；

所述双功能催化剂选自权利要求1或2所述的双功能催化剂、权利要求3至7任一项所述的方法制备的双功能催化剂中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述烷基醇选自甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇中的至少一种；

优选地，所述物料中5-羟甲基糠醛的浓度为1～30g/L；

优选地，所述5-羟甲基糠醛的质量空速为0.1～2h^-1；

优选地，所述含有5-羟甲基糠醛和烷基醇的物料与催化剂接触反应的反应温度为50～200℃。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述反应器为固定床反应器，所述物料以氢气为载气，所述反应压力为0.1～3MPa。