[发明专利]一种高效催化糠醛制糠醇的Cu/活化黏土催化剂及其制备方法

说明书

本发明具体提供了一种高效催化糠醛加氢制糠醇的Cu/活化黏土催化剂的制备方法，该方法以普通黏土为原料，用氢氧化钠作为活化剂对其进行活化，然后采用等体积浸渍的方法在活化黏土上浸渍硝酸铜，经过干燥、煅烧还原后得到Cu/活化黏土催化剂。本发明提供的这种制备方法原料廉价易得，合成方法简单，对于糠醛加氢制糠醇催化剂的制备提供了一种新思路。并且分析测试结果表明制备的Cu/活化黏土催化剂的性能较好，应用前景广阔，具有良好的商业价值。

技术领域

本发明涉及一种糠醛加氢催化剂的制备方法，尤其涉及一种用于糠醛高效加氢制备糠醇的催化剂的制备方法，属于催化剂制备领域。

背景技术

糠醇是精细化学和聚合物工业中的重要中间体，主要用于生产液态树脂、农药、具有耐酸、碱以及某些溶液化学性的恒温树脂以及合成赖氨酸、维生素C、润滑剂等其他精细化学品。糠醇主要来源于糠醛的深加工，是糠醛中醛基加氢得到的产物。

目前常用的加氢催化剂一般由活性物质和载体组成。贵金属，如Pt、Pd或Ru基催化剂对糠醛加氢具有较好的活性，但是贵金属基催化剂价格昂贵，限制了它们在工业中的应用。过渡族金属，如Ni、Co、Cu基催化剂对糠醛加氢也有较好的活性，而且价格相对贵金属基催化剂较低，其中以 Cu基催化剂的价格最为低廉，而且铜对糠醛选择性转化为糠醇具有较高的活性。目前常用的催化剂载体有很多，一般为一些比表面积较大的材料，如人工合成的介孔氧化铝、氧化镍、氧化锆，SBA-15有序介孔氧化硅，FUD-12分子筛，KIT-16分子筛等，这些载体制备较困难，生产成本较高，不利于工业化生产。因此有必要寻找成本低廉的载体。普通黏土是一种含量较多的矿物，但是由于其比表面积较小，使其应用为催化剂载体受到一定的限制。

本发明对普通黏土进行活化，提高其比表面积，得到活化黏土，然后将其用做催化剂载体，构建Cu/活化黏土体系催化剂，并用于催化糠醛加氢制糠醇。本发明制备的催化剂具有较高的催化活性，并且制备工艺简单，成本低廉，易于工业化生产。

发明内容

本发明的目的是制备一种Cu/活化黏土加氢催化剂，并将其应用于糠醛加氢制备糠醇的反应中，为此，本发明提供了一种Cu/活化黏土加氢催化剂的制备方法，该催化剂的制备方法较为简单，如图1所示，包括以下步骤：

（1）黏土的活化：将在济南大学西校区收集的黏土与氢氧化钠按照质量比1:2的比例混合均匀，置于马弗炉中升温至500℃并保温2 h。将反应后得到的黏土用去离子水冲洗至中性，干燥后即可得到活化黏土；

（2）催化剂的制备：配置一定质量浓度的硝酸铜溶液，采用等体积浸渍的方法用硝酸铜溶液浸渍活化黏土，使铜的负载量为5~50%，在室温下浸渍12 h后转移到80℃烘箱中烘干10h，将烘干后的固体研磨均匀，然后转移到管式炉里进行煅烧还原，气体流速是80 ml/min，其中H₂:N₂=40 ml: 40 ml，升温速率是5℃/min，反应温度为300~500℃，反应时间为2 h，反应结束即可得到具有高活性的铜/活化黏土催化剂。

铜/活化黏土催化剂性能评价：取步骤（2）制备的催化剂50 mg置于赫尔反应釜中，加入4 g质量分数为1.0 wt.%的糠醛乙醇溶液，充入氢气加压至3 MPa，设置反应温度为100℃，反应时间为2 h，反应结束后利用气相色谱质谱联用仪进行液体产物分析和产率的计算。

本发明的有益效果：

（1）本发明提供了一种以普通黏土为原料制备加氢催化剂的方法，该制备方法简单、易于工业化生产，且原材料价格低廉易于获取；

（2）本发明所制备的铜/活化黏土催化剂具有良好的催化糠醛加氢制糠醇的活性。

附图说明

图1是本发明中催化剂的制备流程图。

图2是本发明各例催化实验中糠醇的收率。