[发明专利]一种磺基水杨酸基含锆杂化材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种磺基水杨酸基含锆杂化材料及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域。本发明将锆源的醇溶液、有机致孔剂、5‑磺基水杨酸的水溶液混合，进行配位反应，得到磺基水杨酸基含锆杂化材料前驱体；对所述磺基水杨酸基含锆杂化材料前驱体进行煅烧，得到磺基水杨酸基含锆杂化材料。本发明以5‑磺基水杨酸作为有机配体，能够与锆离子进行配位反应，所得含锆杂化材料具有良好的MPV反应催化活性；有机致孔剂能够赋予含锆杂化材料丰富的孔结构和大的比表面积，进一步提高磺基水杨酸基含锆杂化材料的催化效果。实施例结果表明，以糠醛还原为糠醇的MPV反应为探针反应，所得含锆杂化材料在110℃仍表现出优异的催化活性和重复利用性。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别涉及一种磺基水杨酸基含锆杂化材料及其制备方法和应用。

背景技术

Meerwein-Ponndorf-Verley(MPV)反应主要是以路易斯酸或碱为催化剂，二级醇为还原剂的氢转移加氢反应，MPV反应对羰基还原为醇基具有高选择性，锆氧化物/氢氧化物是催化MPV反应时常用的非均相催化剂。然而，单独锆氧化物/氢氧化物的催化反应活性普遍偏低。以糠醛还原为糠醇的反应为例，单独锆氧化物/氢氧化物的最适反应温度一般都高于175℃(Zhang J,Dong K,Luo W,et al.Selective Transfer Hydrogenation ofFurfural into Furfuryl Alcohol on Zr-Containing Catalysts Using LowerAlcohols as Hydrogen Donors[J].Acs Omega,2018,3(6):6206-6216.)。

近年来，有研究者基于锆前驱体与生物质源有机配体的配位组装，开发出含锆杂化材料催化剂，能够提高MPV反应催化活性，将最适反应温度下降到120℃左右，如CN112774730A公开了一种用于催化糠醛加氢制备糠醇的甜菊酚锆催化剂及其制备方法、CN109776628A公开了一种介孔鞣酸锆催化剂及其在催化糠醛加氢中的应用。以上含锆杂化材料在相对低温条件(120℃)下催化活性仍较低。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种磺基水杨酸基含锆杂化材料及其制备方法和应用，本发明提供的磺基水杨酸基含锆杂化材料的催化活性高，能够进一步降低MPV反应的最适反应温度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种磺基水杨酸基含锆杂化材料的制备方法，包括以下步骤：

将锆源的醇溶液、有机致孔剂和5-磺基水杨酸的水溶液混合，进行配位反应，得到磺基水杨酸基含锆杂化材料前驱体；

对所述磺基水杨酸基含锆杂化材料前驱体进行煅烧，得到磺基水杨酸基含锆杂化材料。

优选的，所述锆源为ZrOCl₂和/或ZrCl₄；所述锆源的醇溶液的浓度为0.075～0.15g/mL。

优选的，所述有机致孔剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物、十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。

优选的，所述锆源与有机致孔剂的质量比为7.5～15：5～15；

所述锆源与5-磺基水杨酸的质量比为7.5～15：0.48～1.43。

优选的，所述配位反应的温度为15～35℃，时间为0.5～1.5h。

优选的，所述煅烧的温度为150～250℃，保温时间为12～48h。

优选的，所述煅烧后，还包括对所得煅烧产物进行后处理，所述后处理包括以下步骤：

将所述煅烧产物与乙醇混合，进行索氏提取和干燥，得到磺基水杨酸基含锆杂化材料纯品。