[发明专利]一种负载型气敏催化剂和制备方法及其在薄荷酮合成中的应用

说明书

本发明涉及一种负载型气敏催化剂和制备方法及其在薄荷酮合成中的应用，包括具有气敏性的金属氧化物载体和活性组分，借助于本发明所述催化剂，可以通过简便易行的操作，有效解决目前反应中所存在的“拖尾”现象，使反应速率自始至终都维持在理想状态，节约反应时间，降低异构物与重组分等杂质的生成，提高产物选择性。

技术领域

本发明属于催化剂及薄荷酮制备领域，涉及一种负载型气敏催化剂和制备方法，及其在薄荷酮合成中的应用。

背景技术

薄荷酮，别名孟酮，具有天然薄荷的清凉特征香气，被广泛应用于日化、食品、医药等行业，如用于生产、调配薄荷、花香味香精等。同时，薄荷酮还可以作为生产多种下游衍生物的原料，因此薄荷酮的合成一直受到人们的关注。

专利CN106061933A报道了用铜催化剂使异胡薄荷醇在气相中反应生成薄荷酮，该方法中反应前铜催化剂需要用氢和醇活化，活化效果对反应收率影响较大，不适宜大规模工业生产。

专利CN107721833A公开了一种用钯-钌催化剂制备薄荷酮的方法，该方法采用先氢化后氧化的工艺催化异胡薄荷醇制备薄荷酮，工艺复杂，此外，反应时间长达16h，反应缓慢。

专利CN109651115A公开了一种以过渡金属催化剂催化异胡薄荷醇制备薄荷酮的方法，该方法同样存在反应时间较长，单位时间产出较低的缺点。

因此，需要研发一种新型的催化剂，尤其是适用于薄荷酮合成工艺的催化剂，借助于该催化剂，通过简便易行的操作，解决反应过程普遍存在的末期反应速率缓慢，即“反应拖尾”的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种负载型气敏催化剂、制备方法，及其在薄荷酮合成领域中的应用。本发明催化剂包括充当载体的气敏性半导体材料以及充当活性中心的负载金属，借助于本发明所述催化剂，可以通过简便易行的操作，有效解决目前反应中所存在的“拖尾”现象，使反应速率自始至终都维持在理想状态，同时具有节约反应时间，降低异构物与重组分等杂质的生成量，提高产物选择性等优点。

本发明为达到其技术目的，所采用技术方案如下：

一种负载型气敏催化剂，包括载体，所述载体为半导体材料；所述半导体材料为具有气敏性的金属氧化物，优选为Co₃O₄、WO₃、ZnO、SnO₂、NiO、V₂O₅、TiO₂中的一种或几种，更优选为Co₃O₄。

本发明催化剂中，所述具有气敏性的金属氧化物，其敏感气体选自CO、H₂、NO₂、H₂S、NH₃中的一种或几种；其中，优选地，Co₃O₄敏感气体为CO和/或H₂S，更优选为CO。

本发明催化剂中，还包括负载的活性组分，所述活性组分为金属Ru、Rh、Ir中的一种或几种，负载量为载体的3～12wt％，优选为4～8wt％，所述的负载量意指金属元素占载体的质量分数；当负载的活性组分为混合金属时，各金属元素负载量均不应小于活性组分负载总量的10wt％。

本发明催化剂中，所述活性组分来源于可溶性金属化合物，其中优选地Ru来源于三氯化钌、三(三苯基膦)二氯化钌、乙酰丙酮钌、氧化钌等化合物中的一种或几种；Rh来源于氯化铑、氧化铑、碘化铑、三苯基膦氯化铑、二羰基乙酰丙酮铑、三乙酰丙酮铑等化合物中的一种或几种；Ir来源于氯化铱、醋酸铱、二氧化铱、二羰基乙酰丙酮铱、氯铱酸铵、乙酰丙酮铱等化合物中的一种或几种。