[发明专利]一种脱氢催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于催化剂技术领域，公开了一种脱氢催化剂及其制备方法。该脱氢催化剂由CuO、ZnO和ZrO₂按摩尔比为5：（1～5）：（0.5～4）组成。脱氢催化剂的制备方法具体步骤为：1）按脱氢催化剂中Cu、Zn和Zr的比例将Cu、Zn和Zr的可溶性盐溶解在水中，得到混合溶液；2）将混合溶液与沉淀剂溶液混合后进行共沉淀，共沉淀反应结束后，依次进行陈化、过滤、洗涤处理，得到沉淀物；3）将沉淀物干燥后在300～400℃焙烧3～5h，即得脱氢催化剂。本发明脱氢催化剂比表面积大，催化活性高，能够特异性催化1,4‑丁二醇脱氢制备γ‑丁内酯，对1,4‑丁二醇的转化率高，对γ‑丁内酯选择性的选择性高。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种脱氢催化剂及其制备方法。

背景技术

γ-丁内酯又称4-羟基丁酸内酯，其自身结构是一种含五元杂环的化合物，γ-丁内酯是一种无色液体，有类似丙酮的气味，具有高沸点和高溶解能力的特点。其反应性能好，电导率高，稳定性好，使用安全。γ-丁内酯作为一种重要的有机溶剂，广泛用于石油工业、医药、合成纤维、合成树脂、农药等许多方面。作为一种重要的精细化工和有机化工原料，主要用于合成吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮等产品。

按照合成原料分类，合成γ-丁内酯的方法包括糠醛法、顺酐加氢法和1,4-丁二醇脱氢法。1,4-丁二醇脱氢法的副产物主要是四氢呋喃(THF)和少量的丁醇(BOL)，组分简单，产品易分离，合成的γ-丁内酯品质好，可以满足制药原料和电池电解液对γ-丁内酯品质的高要求，因此，1,4-丁二醇脱氢法为合成γ-丁内酯的主要方法。

目前国内外采用1,4-丁二醇脱氢法制备γ-丁内酯的主要催化剂为铜铬(Cu-Cr)系催化剂。铜铬系催化剂还存在γ-丁内酯产率低、Cr污染等问题，因此，近几年，随着人们对环保越来越重视，一直都被用作加氢催化剂的Cu-Zn系催化剂也成为1,4-丁二醇脱氢催化剂的又一研究热点，受到人们越来越多的关注。但是与含Cr催化剂相比，现有的Cu-Zn系催化剂存在比表面积不高、催化活性不高、选择性低、稳定性差等缺点。

发明内容

针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的旨在提供一种脱氢催化剂及其制备方法。

为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明首先提供了一种脱氢催化剂，所述脱氢催化剂由CuO、ZnO和ZrO₂组成，CuO、ZnO和ZrO₂的摩尔比为5：(1～5)：(0.5～4)。

根据上述的脱氢催化剂，优选地，所述脱氢催化剂中CuO、ZnO和ZrO₂的摩尔比为5:4:1。

本发明还提供了上述的脱氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按脱氢催化剂中Cu、Zn和Zr的摩尔比将Cu、Zn和Zr的可溶性盐溶解在水中，得到混合溶液；

(2)将步骤(1)制得的混合溶液与沉淀剂溶液混合后进行共沉淀，共沉淀反应结束后，依次进行陈化、过滤、洗涤处理，得到沉淀物；

(3)将沉淀物干燥后在300～400℃焙烧3～5h，即得脱氢催化剂。

根据上述的制备方法，优选地，步骤(1)中Cu、Zn和Zr的可溶性盐为Cu、Zn和Zr的硝酸盐。

根据上述的制备方法，优选地，所述沉淀剂为NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃、NH₄HCO₃、氨水中的至少一种。

根据上述的制备方法，优选地，所述共沉淀反应的反应温度为65～85℃，反应体系pH为7.0～7.5。