[发明专利]钴基催化剂在生物质及其衍生物氢解反应中的应用

权利要求书

1.钴基催化剂在生物质及其衍生物氢解反应中的应用，其特征在于，包括以生物质或其衍生物为反应底物，所述反应底物与氢源在钴基催化剂的催化下发生氢解反应。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述生物质或其衍生物包括呋喃类化合物、高级脂肪酸和木质素中的至少一种；

和/或，所述氢源包括氢气和有机氢源中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述呋喃类化合物包括5-羟甲基糠醛、糠醛和糠醇中的至少一种；

和/或，所述高级脂肪酸包括棕榈酸、硬脂酸、油酸、花生酸和木质素酸中的至少一种；

和/或，所述木质素包括硬木木质素、软木木质素和草本木质素中的至少一种；优选地，所述硬木木质素包括桦木木质素、杨木木质素、柳木木质素、榉木木质素和橡木木质素中的至少一种，所述软木木质素包括松木木质素、杉木木质素和柏木木质素中的至少一种，所述草本木质素包括玉米秸秆木质素、小麦秸秆木质素和水稻秸秆木质素中的至少一种；

和/或，所述有机氢源包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、甘油、甲酸、乙酸和环己烷中的至少一种，优选为异丙醇。

4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述反应底物与所述钴基催化剂的质量比为1：(0.01～2)；

和/或，所述反应温度为50～300℃，优选为130～210℃；

和/或，所述反应时间为0.5～20h，优选为2～16h；

和/或，所述氢气的压力为0.5～5MPa，优选为0.5～2Mpa；

和/或，所述反应底物和所述有机氢源的质量比为1:(0.5～20)，优选为1:(1～5)。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述氢解反应于反应介质中进行，其中，所述反应底物和所述反应介质的质量比为1:(1～20)，优选为1:(1～5)；所述反应介质包括水、离子液体和有机溶剂中的至少一种；

优选地，所述有机溶剂包括二氧六环、四氢呋喃、环己烷、十二烷、甲醇和乙醇中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述钴基催化剂包括核壳型Co@CoO催化剂，所述核壳型Co@CoO催化剂的核心为钴、外壳为含有氧空位的氧化亚钴。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述核壳型Co@CoO催化剂的制备方法包括制备前驱体，然后将所述前驱体进行任选地还原得到所述核壳型Co@CoO催化剂；

优选地，还原气体中氢气的体积分数为5～30％,更优选为5～15％；

和/或，还原气体的流速为10～100ml/min，优选为10-40ml/min；

和/或，还原温度为100～400℃，优选为200～350℃；

和/或，还原时间为1～6h，优选为1～3h。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述前驱体的制备方法包括将钴源和沉淀剂采用沉淀法制备得到沉淀物，然后将所述沉淀物进行任选地煅烧得到所述前驱体；

优选地，所述钴源包括含有钴元素的盐、酯和络合物中的至少一种，更优选所述钴源选自硝酸钴、乙酸钴、羰基钴和氯化钴中的至少一种；

和/或，所述沉淀剂包括能够与所述钴源共沉淀的酰胺、碱和盐中的至少一种，优选所述沉淀剂选自碳酸铵、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢铵、尿素、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种；

和/或，煅烧温度为400～450℃。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述前驱体的制备方法包括将钴源采用高温热分解法制备得到所述前驱体；

优选地，所述钴源包括含有钴元素的盐、酯和络合物中的至少一种，更优选所述钴源选自硝酸钴和乙酸钴中的至少一种；

和/或，所述高温热分解法的条件包括：煅烧温度为300～600℃，优选为400～550℃。