[发明专利]一种亲水活性炭负载钯催化剂在催化二苯醚定向水解方面的应用

说明书

本发明公开了一种亲水活性炭负载钯催化剂在催化二苯醚定向水解方面的应用，以高比表面积亲水活性炭为载体，以钯源为前驱体，采用真空浸渍法合成钯催化剂Pd/QAC；本发明制备的Pd/QAC催化剂也具有高比表面积，金属Pd均匀的分散在载体上面，催化剂活性高，在异丙醇作为溶剂时能够在温和条件下高效催化二苯醚定向还原性水解，转化率为100％，水解比例高于50％，且反应时间短，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，具体涉及一种亲水活性炭负载钯催化剂在催化二苯醚定 向水解方面的应用。

背景技术

木质素中含有大量的芳醚C-O键，断裂木质素中的C-O键有利于获得液体燃料和高价值 的有机化学品。木质素中的C-O键主要分为α-O-4、β-O-4和4-O-5键这三种类型，其中，4-O-5 键是木质素中最强的C-O键，4-O-5键解离能为77.74kcal/mol，高于α-O-4(57.28kcal/mol) 和β-O-4(69.35kcal/mol)。因此，4-O-5结构的断裂最具挑战性。由于木质素的结构的复杂性 和C-O键高稳定性，木质素的降解目前仍然具有非常大的挑战。木质素解聚的方法主要有： 热解、氢解、加氢脱氧和水解等。其中水解主要是利用反应体系中的溶剂或水对木质素及其模 型化合物进行C-O键的断裂，水解过程会产生大量高附加值的醇类化合物。二苯醚为4-O-5 键的典型木质素模型化合物，被广泛应用于C-O键裂解的研究。

二苯醚的C-O键裂解主要集中在氢解和水解这两种途径上，相较于氢解，二苯醚的水解 在热力学上更具挑战性。选择合适的催化剂有利于其定向水解制备目标产物。已经报道的催化 剂，如双金属RuPd//NH₂-SiO₂对二苯醚水解比例仅为30％，Ni/AC对二苯醚的水解比例为21％， 均无法实现高效水解的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种亲水活性炭负载钯催化剂在催化二苯醚定向水解方面的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种亲水活性炭负载钯催化剂在催化二苯 醚定向水解方面的应用，所述钯催化剂采用以下步骤制备得到：将高比表面积亲水活性碳载体 加入到钯源溶液中，搅拌以保证金属前驱体高度分散在载体上，然后将混合溶液密封并转移至 真空箱中真空室温浸渍24h，浸渍完成后取出烘干；将得到的块状固体研磨后进行煅烧还原， 先在300℃的氩气气氛中煅烧1-4h，接着在300℃的氢气气氛中还原1-4h，还原结束后在氩气 气氛下自然冷却至室温，得到Pd/QAC催化剂。

优选的，所述Pd/QAC催化剂中钯的负载量为3wt.％-5wt.％。

优选的，所述钯源为硝酸钯、氯化钯或醋酸钯中的一种或多种。

优选的，所述钯源溶液的浓度为0.03-0.05mol/L。

优选的，所述煅烧的升温速率为10℃/min。

优选的，所述Pd/QAC催化剂的应用方法包括下述步骤：

(1)将反应物二苯醚、一定量的催化剂Pd/QAC和有机溶剂一起放入高压搅拌釜式反应 器中，密封后通入氢气排除釜内残留的空气；

(2)在室温下持续通入氢气将反应器加压至0.5-1MPa，然后将温度升至所需的反应温度 160-180℃，并搅拌反应30min；

(3)反应结束后，将反应系统自然冷却至室温并释放压力，过滤除去催化剂，并通过GCMS 和GC分析获得的有机相。

优选的，步骤(1)中，所述催化剂的质量为反应物的30％-50％。

优选的，步骤(1)中，所述有机溶剂为异丙醇。

优选的，步骤(2)中，反应压力为1MPa，反应温度为180℃。