[发明专利]一种糠醛加氢直接制二糠基醚的催化剂及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种糠醛加氢直接制二糠基醚的催化剂及其制备和应用。根据本发明，公开了用于糠醛加氢制二糠基醚的催化剂，催化剂由金属镍和硅铝分子筛载体组成。该催化剂中使用的硅铝分子筛包括ZSM‑5、Y分子筛、β分子筛和丝光沸石中的一种或几种。该催化剂以催化剂质量百分比为基准，镍元素的质量含量是5～40％。该催化剂采用氨蒸发诱导沉积沉淀法或尿素分解诱导沉积沉淀法制备。采用本发明的催化剂可以催化糠醛加氢高选择性直接制二糠基醚。

技术领域

本发明涉及一种糠醛加氢直接制二糠基醚的催化剂及其制备和应用。

背景技术

糠醛是一种来源于农林废弃物等木质生物质的化工原料，且目前工业上糠醛仅能从生物质获得。中国是世界上最大的糠醛生产国，但是对于糠醛的高值化利用却十分有限。目前，糠醛主要用于生产糠醇。糠醛制备其他高附加值的化学品对于提升呋喃行业的竞争力具有重要意义。二糠基醚是一种重要的香料化合物，可由糠醛、糠醇等制备。并且，二糠基醚已经被中国和美国等国家列为可食用的香料。因此，使用糠醛为原料生产二糠基醚的具有重要意义。

糠醛加氢直接制二糠基醚的报道较少。专利CN112221465A公开了一种无废生物精炼制备多孔生物炭的方法及应用，其中涉及到将含铬生物炭转化为Cu-Cr/BPR-BC催化剂用于糠醛加氢，获得高的二糠基醚选择性，但是有毒Cr物种存在限制催化剂的应用。专利CN107011294B公开了一种二糠基醚的合成方法，通过硫钼酸盐催化糠醇选择性脱水生成二糠基醚，该方法需要使用糠醇为原料，且钼物种使用提高了催化剂成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种糠醛加氢直接制二糠基醚的催化剂及其制备和应用，克服现有二糠基醚合成中使用糠醇为原料和催化剂有毒等问题。

本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种糠醛加氢直接制二糠基醚的催化剂，所述催化剂由金属镍和硅铝分子筛载体组成，所述镍元素的质量为催化剂质量的5～40％(优选15～30％，更优选20～25％)，其余为硅铝分子筛。

在上述技术方案的基础上，进一步地，所述硅铝分子筛包括ZSM-5、Y型分子筛、β分子筛和丝光沸石中的一种或二种以上。

在上述技术方案的基础上，进一步地，载体上担载金属组分的方法为下述两种中任一一种，方法一为将金属通过氨蒸发诱导沉积沉淀法担载到载体上，方法二为将金属通过尿素分解诱导沉积沉淀法担载到载体上：

方法一：

a)将金属Ni盐溶解在去离子水中，镍的浓度为0.05～0.7mol/L(优选0.2～0.4mol/L，更优选0.25～0.35mol/L)，加入25～28％的氨水或通入氨气获得镍氨溶液，金属镍和氨的摩尔比大于4(优选范围5～10，更优选6～8)；

b)将硅铝分子筛载体加入到上述溶液中，搅拌混合均匀；

c)加热至75～95℃处理(优选80～90℃)b)中获得的混合物体系，除去体系中的氨，处理时间大于2h(优选2～6h，更优选2.5～4h)；

d)混合物pH值降低至6.5～7.0后，过滤，洗涤，获得滤饼；

e)滤饼经热活化处理获得催化剂。

方法二：

a)将金属Ni盐溶解在去离子水中，镍的浓度为0.05～1.0mol/L优选0.2～0.4mol/L，更优选0.25～0.35mol/L)，加入尿素，尿素和金属的摩尔比大于4(优选5～10，更优选6～8)，搅拌均匀；

b)将硅铝分子筛载体加入到上述溶液中，搅拌混合均匀；

c)加热至75～90℃(优选80～90℃)处理b)中混合物体系，处理时间大于等于3小时(优选3～8h，更优选4～6h)；