[发明专利]Me/磷钨酸/1-丁基-3-甲基咪唑氯盐载体催化剂

说明书

本发明公开了一种Me/磷钨酸/1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐载体催化剂。所述催化剂包含[BMIM]_xH_3‑x‑PW₁₂O₄₀和Me²⁺。本发明的Me/[BMIM]H₂‑PW₁₂O₄₀@SiO₂对5‑羟甲基糠醛加氢制备2,5‑二羟甲基四氢呋喃具有催化效果。催化剂中磷钨酸与1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐的摩尔比例能够较大的影响5‑羟甲基糠醛加氢反应的产率，优选磷钨酸与1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐摩尔比1:1时HMF转化率100%，DHMTHF产率为97.7%。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种Me/磷钨酸/1-丁基-3-甲基咪唑氯盐载体催化剂及其制备方法。

背景技术

生物质是唯一的一种含碳可再生资源，作为化石燃料的替代品，其储量丰富、价廉易得而且运输方便，引起了极大的关注。为将生物质转化为液体燃料或平台化学品，目前正进行着很多研究。平台分子5-羟甲基糠醛（HMF）是呋喃族的典型代表，由葡萄糖或果糖脱水得到的产物，也是很有前途的前驱体，可用来生产化工、聚合物和液体燃料等一系列高质量化学品。人们发现，通过HMF催化反应可以转化为2,5-二羟甲基四氢呋喃（DHMTHF）、2,5-二羟甲基呋喃（DHMF）、5-甲基糠醇（MFA）和2,5-二甲基呋喃（DMF）等。DHMTHF是一种高附加值的化学品，在作为溶剂和聚合物单体方面具有重要的应用，而且其也是合成1,6-己二醇的很有潜力的新原料，易降解而且毒性低，比其他不饱和的呋喃化合物更稳定。虽然催化HMF可以直接得到DHMTHF，但是由于原料HMF价格昂贵并且对反应温度和压力的要求很高，以至于至今无法实现工业化。因此，为了使新型二次能源能够大量生产并广泛应用到人类的社会生活中，我们还要对生物质选择性加氢做进一步努力。虽然中国专利CN109603819A公开报道了石墨烯负载的PdRu双金属催化剂，在压力为4 MPa的情况下可以获得95%的DHMTHF产率。但是目前尚未有比较经济、合理、高效的催化加氢还原制备 2,5-甲基呋喃的方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种Me/磷钨酸/1-丁基-3-甲基咪唑氯盐载体催化剂及其制备方法。本发明制备的催化剂适用于加氢还原制备 2,5-甲基呋喃，而且，本发明所用的催化剂选择性高，DHMTHF产率优异，绿色环保且更加经济。

为实现上述发明目的之一，采用的技术方案如下：

一种Me/磷钨酸/1-丁基-3-甲基咪唑氯盐载体催化剂，SiO₂为载体负载[BMIM]_xH_3-x-PW₁₂O₄₀，Me分散于[BMIM]_xH_3-x-PW₁₂O₄₀骨架内，其中，Me选自Pd、Pt、Ru、Rh、Re中的任意一种，x=1,2,3；

并且，所述Me/[BMIM]_xH_3-x-PW₁₂O₄₀@SiO₂催化剂按照如下步骤制备：

(1)将磷钨酸、1-丁基-3-甲基咪唑氯盐分别溶于无水乙醇，然后将磷钨酸乙醇溶液滴加到1-丁基-3-甲基咪唑氯盐乙醇溶液中，其中，磷钨酸与1-丁基-3-甲基咪唑氯盐的摩尔比是1:1-3，

30-60 ^oC下搅拌3-10 h后产生白色沉淀，然后经离心分离、清洗、干燥得到[BMIM]_xH_3-x-PW₁₂O₄₀，其中，x=1,2,3；