[发明专利]一种用于纤维素一步法水解加氢制备山梨醇的双功能催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于纤维素一步法水解加氢制备山梨醇的双功能催化剂的制备方法，包括第一方法或第二方法，所述第一方法包括以下步骤：

(1)提供溴化膦类离子液体的乙醇分散液、钌源水溶液和次磷酸类化合物水溶液；

(2)在60～70℃下，将所述溴化膦类离子液体的乙醇分散液与钌源水溶液混合，得到溴化膦类离子液体与钌离子的络合液；

(3)将碳质载体置于溴化膦类离子液体与钌离子的络合液中，进行第一浸渍，得到负载钌的碳质载体；

(4)将所述负载钌的碳质载体置于次磷酸类化合物水溶液中，进行第二浸渍，之后在超声水浴加热的条件下烘干，得到负载钌和次磷酸根的碳质载体；

(5)对所述负载钌和次磷酸根的碳质载体依次进行热处理、洗涤和干燥，得到具有加氢活性中心的碳质载体；

(6)将所述具有加氢活性中心的碳质载体与硫酸水溶液混合，进行磺化处理，得到用于纤维素一步法水解加氢制备山梨醇的双功能催化剂；

所述第二方法包括以下步骤：

(I)将碳质载体与硫酸水溶液混合，进行磺化处理，得到具有水解活性中心的碳质载体；

(II)提供溴化膦类离子液体的乙醇分散液、钌源水溶液和次磷酸类化合物水溶液；

(III)在60～70℃下，将所述溴化膦类离子液体的乙醇分散液与钌源水溶液混合，得到溴化膦类离子液体与钌离子的络合液；

(IV)将所述具有水解活性中心的碳质载体置于溴化膦类离子液体与钌离子的络合液中，进行第一浸渍，得到负载钌的活性碳质载体；

(V)将所述负载钌的碳质载体置于次磷酸类化合物水溶液中，进行第二浸渍，之后在超声水浴加热条件下烘干，得到负载钌和次磷酸根的活性碳质载体；

(VI)对所述负载钌和次磷酸盐的活性碳质载体依次进行热处理、洗涤和干燥，得到用于纤维素一步法水解加氢制备山梨醇的双功能催化剂；

所述步骤(I)与步骤(II)～(III)没有时间顺序的限制。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一方法和第二方法中，所述溴化膦类离子液体独立为四丁基溴化膦离子液体、3-溴丙基三苯基溴化膦离子液体和四苯基溴化膦离子液体中的一种或几种；

所述钌源为三氯化钌；

所述次磷酸类化合物独立为次磷酸钠、次磷酸铵和次磷酸中的一种或几种；

所述碳质载体独立为生物碳或生物碳质固磺酸，其中生物碳质固磺酸的制备方法包括以下步骤：将糖类有机物与对甲苯磺酸混合，依次进行研磨、热处理、洗涤和烘干，得到生物碳质固磺酸。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一方法和第二方法中，所述溴化膦类离子液体与钌源的络合液中溴化膦类离子液体与钌源的摩尔比为0.5～3:1；

所述溴化膦类离子液体与钌离子的络合液中钌源的摩尔浓度为0.027～0.27mol/L；

所述次磷酸类化合物水溶液的摩尔浓度为0.13～1.3mol/L。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一方法中，所述负载钌的碳质载体中钌的负载量为0.5～5wt.％；所述负载钌和次磷酸根的碳质载体中次磷酸根与钌的摩尔比为1～5:1；

第二方法中，所述负载钌的活性碳质载体中钌的负载量为0.5～5wt.％；所述负载钌和次磷酸根的活性碳质载体中次磷酸根与钌的摩尔比为1～5:1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一方法和第二方法中，所述第一浸渍和第二浸渍的时间独立≥3h；

所述超声水浴加热的温度独立为60～80℃。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一方法和第二方法中，所述热处理在密闭氮气下进行，所述热处理的温度独立为300～500℃，时间独立为1～3h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一方法和第二方法中，所述硫酸水溶液的质量浓度独立为2～10％；

所述磺化处理的温度独立为150～200℃，时间独立为8～12h。