[发明专利]钯、铂催化剂及其制备和在糠醛制呋喃反应中的应用

说明书

本发明提供了一种钯、铂催化剂及其在糠醛脱羰制备呋喃反应中的应用，催化剂以A‑C/B表示；其中A‑C为活性组分；A为金属钯、铂的一种，C为Li、Na、K、Mg、Ca、La的一种碳酸盐；B为纳米片结构的多级孔载体。以钯、铂为主要活性组分，使用含Li、Na、K、Mg、Ca、La的碳酸盐进行修饰，担载于纳米片型分子筛、纳米片型氧化铝等纳米片结构的多级孔材料上，用于糠醛脱羰制备呋喃。催化剂能够在200‑400℃，氢气常压条件下实现糠醛高效、高选择性、高收率催化转化为呋喃，并且保持高稳定性。以常规介孔材料作为载体的催化剂相比较，具有高收率、高稳定性反应过程绿色环境友好等显著优点。

技术领域

本发明涉及呋喃的制备，具体地说是一种钯、铂催化剂及其制备和在糠醛脱羰制呋喃反应中的应用。

背景技术

糠醛是一种生产工艺比较简单,产品价格较低的化工原料。生产糠醛的原料获得途径简单可由农产品的废料制得,并且由糠醛制备呋喃的产率较高。从世纪初期至今,世界各国的研究人员在此方面的研究一直没有停止过。从目前市场对呋喃的需求上看,其需求量日益增加,就目前的生产量无法满足市场的需求。所以对呋喃的研究上各国均更加重视。呋喃是作为非常重要的有机原材料,被大量的应用于众多的有机合成和药物方面的合成与研究。制备糠醛的原材料大都来自植物或者是农作物的下脚料。而糠醛作为一种非常廉价并容易生产的有机原材料,并广泛的生产和应用。现如今我国的糠醛年产量达数十万吨左右,产量丰富但是大多数的糠醛被廉价的出口到国外,深加工生产没有得到充分的应用。糠醛制备呋喃,无论是从脱羰的转化率还是从其选择性和产率上,既解决了国内糠醛深加工产品开发问题,又满足了国内对呋喃的需求,具有现实可行的意义。

上世纪30年代,Hurds等对糠醛脱羰反应进行了报道，20世纪五六十年代各国相继发表了许多关于此反应的专利，上世纪中期,世界各国研究者对此糠醛反应做了大量的工作，至今,拉脱维亚共和国科学院的有机合成研究所仍然进行着这方面的研究，另外许多欧洲国家的研究人员对糠醛脱羰反应也作了大量的研究【Eschinazi H E.Catalyticdecarbonylation of aldehydes and dehydrocarbonylation of alcols by palladium[J].Bull Soc Chim France，1952】。

目前工业上使用的糠醛脱羰制呋喃主要是液相脱羰和气相脱羰两种方法，但液相脱羰法因为产物不易于分离，所以本发明采用了气相脱羰法，气相脱羰主要使用的催化剂就是Pd/Al₂O₃。但是目前的催化剂Pd担载量都比较高，制备方法复杂，而且转化率，选择性和稳定性都有待改进【Singh H，Prasad M，Srivatava R D.Metal support interactions inthe palladium-catalysed decompositionof furfural to furan[J].J Chem TechBiotechnal，1980，30：45-47】。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钯、铂催化剂及其制备和在糠醛脱羰制呋喃反应中的应用；其可实现在较低担载量，常压加热通氢气的反应条件下，糠醛催化转化高収率、高选择性地生成呋喃。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种用于糠醛催化制呋喃的催化剂，以A-C/B表示；其中A-C为活性组分；A为金属钯、铂的一种，C为Li、Na、K、Mg、Ca、La的一种碳酸盐；催化剂中活性组分A-C于催化剂中的总担载量为1.05-60％，A的担载量为0.05-10wt％，C的担载量为1-50wt％。B为纳米片结构的多级孔载体，为纳米片型氧化铝、纳米片型分子筛中的一种。

担载量是指A或C占B的质量分数。

所述催化剂采用浸渍活性组分盐溶液的方法将活性组分担载在载体上，C优选担载量在5-20wt％。金属A的优选担载量在0.1-5wt％。