[发明专利]一种利用铂基催化剂用于2-甲基呋喃加氢制备戊醇的方法

说明书

本发明提供一种铂基催化剂的连续流制备方法，相比于浸渍法用时长，选择性低、取决操作人员的手法和易混合不均等问题，该方法更为简单高效，可一步且连续生产。该方法采用几毫米的管径，极大的增加反应液的比表面积，并且能够快速传质传热，反应液能更好的混合均匀。其次本方法筛选了不同量的溶剂和反应温度，确定了溶剂用量和最优的反应温度，可使2‑甲基呋喃加氢制备戊醇转化率可达100％，戊醇的选择性为70％，而使用浸渍法制备的铂基催化剂，对2‑甲基呋喃加氢制备戊醇的选择性为53％，催化效率相比浸渍法能提升了将近20％。机械化的操作可以避免人为误差，使结果更易重复，提高了生产效率，为呋喃类衍生物催化加氢制备醇类化合物提供了一种新途径。

技术领域

本发明属于生物质能源催化及连续流法制备技术领域，具体涉及一种用于生物质衍生物2-甲基呋喃加氢制备精细化学品戊醇的铂基催化剂的制备方法，该催化剂以多壁碳纳米管为载体，铂作为主要活性成分，通过不同量的溶剂的调试，使用连续流制备方法提高了催化剂的生产效率也能保证效能，通过该催化剂可以有效催化2-甲基呋喃制备戊醇，且连续流制备方法高效简单，可连续大量化生产，减少人工误差，具有较大的应用价值。

背景技术

连续流反应器(Continuous flow reactor,CFR)是一种新颖的技术，反应是发生在内径从几微米到几毫米的通道中。在化学工程中，微连续流设备因为反应器的小尺寸能够起到对关键反应参数的独特控制。连续流反应器具有许多优势，高效的传质传热效率，精准的控制反应温度，压力和时间，更易实现集成化和自动化，提高反应的效率，因而受到广大研究学者的关注。

木质纤维素生物质是一种丰富且可再生碳资源，在化学品和燃料生产中有望替代传统的不可再生化石资源，以减轻对化石资源的严重依赖，并减轻相关的环境影响。木质素、纤维素和半纤维素都来源于木质纤维素生物质，它们可以解聚成各种平台化合物，这些平台化合物可以进一步升级为高价值的化学品和燃料。

2-甲基呋喃是最具潜力的生物质基平台化合物之一，它是一种重要的化学中间体，可用作溶剂和原料。在许多报道中，呋喃化合物上C＝C和C＝O键的氢化虽然已经取得了巨大的成功，但碳氧键的氢解仍然是一个严峻的挑战，因为它具有更高的能量势垒和碳氧键的竞争性断裂。

戊醇，由于其独特的性质，如相对较低的粘度和高挥发性，已被广泛用作燃料添加剂、食品添加剂和有机溶剂。传统上戊醇是从生物合成中获得的，生物合成通常有一些缺点，如酶容易失活，并且有的需要高温高压的环反应条件来进行合成。此外，由于复杂的工艺流程和分离步骤，从石油中分离戊醇非常困难且成本高昂。为了解决这些问题，在温和条件下，通过呋喃化合物的催化开环来生产直链醇的化学方法已经成为一种有效的替代方法。此外，相比于传统的均相催化，负载型催化剂能有效避免回收困难、循环利用困难等问题。因此，选择廉价易得的原料和开发更加合适的催化剂是关键。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于2-甲基呋喃加氢制备戊醇的铂基催化剂的制备方法。使用连续流法，通过对溶剂的量和反应温度的筛选，简单高效制备出一种高活性催化剂，在反应温度为25℃，氢气压力为1MPa的反应条件下，2-甲基呋喃的转化率可达到100％，戊醇的选择性为80％。同时，使用该方法可一步制备出高活性催化剂，简化反应步骤，节约反应时间，连续化的生产也极大的提高了生产效率。

为了解决本发明的技术问题，提出的技术方案：一种利用铂基催化剂用于2-甲基呋喃加氢制备戊醇的方法，2-甲基呋喃加氢制备戊醇的反应在装有热导检测器的高压釜中进行，向反应釜中加入所制备的铂基催化剂、2-甲基呋喃、异丙醇，反应得到戊醇；

所述铂基催化剂的制备方法：使用连续流装置制备铂基催化剂；所述的连续流装置是由两个蠕动泵、磁力搅拌器、PP三通、特氟龙管路、油浴锅和收集装置组成；两个蠕动泵的进口端管路分别引入两个容器中，两个蠕动泵出口端管路接入PP材质的三通中的两端，三通的下接口接入一段长度的特氟龙管路，将此段特氟龙管路固定于油浴锅中，最后特氟龙管路的出口端固定于收集装置上方；具体步骤如下：