The invention provides a preparation method and application of a supported copper based catalyst with enhanced surface acidity. A simple nucleation/crystallization isolation method combined with the structure control of potassium chloride in the preparation process is used to synthesize the catalyst precursor, and then the surface acidity-enhanced supported copper-based catalyst is obtained by calcination and reduction. The catalyst is applied to the selective hydrogenation rearrangement of high-efficiency furfural to prepare cyclopentanone, and the conversion of fural can be reached. From 95% to 99%, the selectivity of cyclopentone can reach 80% to 90%. The supported copper-based nano-catalyst has abundant acidic sites on its surface, good catalytic performance, stable structure and high reusability, and has a broad application prospect.
【技术实现步骤摘要】
一种表面酸性增强的负载型铜基催化剂的制备方法及应用
本专利技术属于催化剂
,具体来说,涉及一种表面酸性增强的负载型铜基催化剂的制备方法及应用。
技术介绍
环戊酮是一种重要的有机分子中间体,在农药、医药、香料、橡胶合成等领域具有重要的应用价值,也可以用于制备生物燃料及燃料添加剂,同时由于其对有机物具有良好的溶解性,也常被用作有机溶剂。目前工业上制备环戊酮的主要方法有己二酸及其衍生物热解法和环戊烯直接氧化法。但这两种方法均存在原料资源不足,价格昂贵,而且原料利用率低,反应所需温度压力较高,副产物对环境污染较大等缺点。因此,开发新的环戊酮合成路线,提高环戊酮产率,降低生产成本极为重要。Hronec等通过研究发现,糠醛在水溶剂中可以通过加氢重排反应直接合成环戊酮[HronecM,FulajtarováK.Selectivetransformationoffurfuraltocyclopentanone[J].Catal.Commun.,2012,24:100-104]。该反应以糠醛为原料,来源丰富,而且以水为溶剂绿色环保,因此具有重要的研究意义。近年来,负载型贵金属催化剂用于糠醛加氢生成环戊酮取得了一定成果,但考虑到贵金属资源稀少,价格较贵,因此对于非贵金属催化剂的开发更有意义。目前制备的铜基催化剂虽然表现了较好的催化活性,但是反应温度压力普遍较高,而且催化剂稳定性较差。因此,开发一种更高效、稳定的负载型铜基纳米催化剂具有很大的实用价值。氧化锆(ZrO2)是一种表面同时拥有酸碱性位及氧化还原性的金属氧化物,由于其独特的物理、化学性质,可作为催化剂、助催化剂和 ...
【技术保护点】
1.一种表面酸性增强的负载型铜基催化剂的制备方法,其特征在于,将含铜、钼、锆和钾的四种盐的混合水溶液与碳酸钠溶液倒入全返混旋转液膜反应器中,通过高速搅拌使其迅速成核,然后进行水热晶化,最后经焙烧还原得到表面酸性增强的ZrO2负载的铜基纳米催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种表面酸性增强的负载型铜基催化剂的制备方法,其特征在于,将含铜、钼、锆和钾的四种盐的混合水溶液与碳酸钠溶液倒入全返混旋转液膜反应器中,通过高速搅拌使其迅速成核,然后进行水热晶化,最后经焙烧还原得到表面酸性增强的ZrO2负载的铜基纳米催化剂。2.根据权利要求1所述的表面酸性增强的负载型铜基催化剂的制备方法,其特征在于,通过调变Cu的负载量和Mo的掺杂量,调控催化剂表面活性Cu含量,金属Cu粒径及表面酸量,同时通过Mo的掺杂有效稳定四方相ZrO2。3.根据权利要求1或2所述的表面酸性增强的负载型铜基催化剂的制备方法,其特征在于,Cu的负载量为20~40%,Cu平均粒径为8~15nm,催化剂的比表面积为130~180m2/g,表面酸含量为0.4~0.8mmol/g。4.根据权利要求3所述的表面酸性增强的负载型铜基催化剂的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:1)称取硝酸铜、硝酸锆、钼酸铵和氯化钾,溶于去离子水中配制盐溶液,其中Cu2+的浓度为0.1~0.2mol/L,MoO42-的浓度为0.005~0.02mol/L,Zr4+的浓度为0.05~0.1mol/L,K+浓度为0.01~0.05mmol/L,M...
【专利技术属性】
技术研发人员:李峰,张贻凤,范国利,杨兰,
申请(专利权)人:北京化工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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