The invention relates to a highly dispersed zinc tin oxide catalyst preparation and application method. The method includes the preparation of highly dispersed zinc-tin oxide, transition metal loading and cellulose hydrogenation. The preparation of highly dispersed zinc-tin oxide includes the synthesis of silica spheres, the coating of zinc-tin hydrotalcite on silica spheres and the calcination process at high temperature, and the chemical reduction of Ni and noble metal loading by sodium borohydride. The highly dispersed zinc-tin oxide catalyst was homogeneously mixed with cellulose and water, and was sealed in a high-pressure reactor for hydrogenation and catalytic degradation to prepare diols. Cellulose could efficiently and selectively catalyze the conversion of diols, and the yield of propylene glycol was as high as 43%. The invention realizes the preparation of highly dispersed zinc-tin oxide catalyst and applies it to catalytic cellulose degradation. The process is simple and efficient, the research field meets the requirements of green sustainability, the reaction conditions are mild, the cellulose conversion rate and the yield of diols are high, and provides a kind of catalyst for cellulose conversion to propylene glycol. New ideas.
【技术实现步骤摘要】
一种高分散的锌锡氧化物催化剂制备与应用方法
本专利技术涉及一种高分散的锌锡氧化物催化剂制备及其应用在纤维素加氢中的方法,尤其是采用在硅球表面上覆盖一层水滑石的方法使得水滑石高效分散,并在煅烧后表现出更高的活性,之后与Ni或者贵金属组分构成高分散的负载型锌锡氧化物催化剂降解纤维素,高选择性的转化成二元醇,属于生物质资源化利用
技术介绍
随着传统化石能源的日益枯竭,生物质能源以其在可再生性和清洁环保等方面的巨大优势,成为替代传统能源的不错选择,得到全世界研究者的广泛关注。具有分布广泛、可再生利用、、易获取等特点的生物质能源越来越引起研究者的关注。纤维素是D-葡萄糖以β-1,4-糖苷键连接组成的线性聚合物,占生物质的绝大多数,是潜在的可持续生产的化石燃料替代品。例如,纤维素加氢的主要产品是各种短链醇,如乙二醇(EG)、丙二醇(1,2-PG和1,3-PG)、甘油、木糖、山梨醇和甘露醇等,这些短链醇是目前广泛应用的化工原料,也是食品工业中的功能性添加剂和制药工业的中间体。纤维素直接氢化为PG引起了研究人员强烈的兴趣,成为生物质资源化应用中最热门的话题之一。PG是广泛用于塑料工业中重要的化工单体,同时也是必不可少的有机溶剂和汽车防冻剂。为了获得高选择性高转化率清洁的纤维素转化工艺,大量科研人员为此做出了前赴后继的努力,合成了一系列高效的催化剂。但是大部分促使纤维素转化为小分子多元醇的催化剂对EG都具有较高的选择性,而PG往往在降解过程中会作为少量的产物存在,因此促使纤维素特异性转化为PG显得尤为重要。张涛团队对纤维素降解成小分子多元醇的催化性能进行了一系列研 ...
【技术保护点】
1.一种高分散的锌锡氧化物催化剂的制备方法,其特征在于:首先合成硅球颗粒,将锌锡水滑石包覆在硅球的表面后,经高温煅烧形成高分散锌锡氧化物,并以硼氢化钠化学还原的方法进行Ni或贵金属负载,得到高分散的锌锡氧化物催化剂;其具体操作步骤如下:1)硅球颗粒制备:以十六烷基三甲基溴化铵CTAB、甲醇、蒸馏水、NH3·H2O和TEOS混合,低速搅拌后离心,之后加入蒸馏水和聚乙烯吡咯烷酮PVP超声溶解,再离心水洗多次后,在60‑100℃真空干燥过夜得到硅球颗粒;2)包裹硅球锌锡水滑石的制备:将上述制得的硅球颗粒置于四颈烧瓶中,在搅拌中将可溶性Zn盐和Sn盐的混合溶液与Na2CO3和NaOH混合碱液同时滴加至烧瓶中,滴加结束后持续搅拌0.5‑2h,在50‑100℃下水热12‑36h,之后过滤、洗涤多次,60‑100℃真空干燥过夜得到包裹硅球锌锡水滑石;3)高分散锌锡氧化物的制备:将上述制得的包裹硅球锌锡水滑石在300‑600℃下煅烧2‑8h,制得高分散锌锡氧化物载体;4)负载型高分散锌锡氧化物的制备:取上述高分散锌锡氧化物载体融入去离子水中,加入Ni或贵金属离子溶液,搅拌0.5‑1h后,加入NaBH4 ...
【技术特征摘要】
1.一种高分散的锌锡氧化物催化剂的制备方法,其特征在于:首先合成硅球颗粒,将锌锡水滑石包覆在硅球的表面后,经高温煅烧形成高分散锌锡氧化物,并以硼氢化钠化学还原的方法进行Ni或贵金属负载,得到高分散的锌锡氧化物催化剂;其具体操作步骤如下:1)硅球颗粒制备:以十六烷基三甲基溴化铵CTAB、甲醇、蒸馏水、NH3·H2O和TEOS混合,低速搅拌后离心,之后加入蒸馏水和聚乙烯吡咯烷酮PVP超声溶解,再离心水洗多次后,在60-100℃真空干燥过夜得到硅球颗粒;2)包裹硅球锌锡水滑石的制备:将上述制得的硅球颗粒置于四颈烧瓶中,在搅拌中将可溶性Zn盐和Sn盐的混合溶液与Na2CO3和NaOH混合碱液同时滴加至烧瓶中,滴加结束后持续搅拌0.5-2h,在50-100℃下水热12-36h,之后过滤、洗涤多次,60-100℃真空干燥过夜得到包裹硅球锌锡水滑石;3)高分散锌锡氧化物的制备:将上述制得的包裹硅球锌锡水滑石在300-600℃下煅烧2-8h,制得高分散锌锡氧化物载体;4)负载型高分散锌锡氧化物的制备:取上述高分散锌锡氧化物载体融入去离子水中,加入Ni或贵金属离子溶液,搅拌0.5-1h后,加入NaBH4溶液,搅拌2-3h后,离心、洗涤,在60-100℃真空干燥过夜,即得高分散的负载型锌锡氧化物催化剂。2.根据权利要求1所述的一种高分散的锌锡氧化物催化剂制备方法,其特征在于:所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:周建成,姬中祥,李乃旭,葛阳,邹晓悦,陈勇,许重九,陈冬冬,沈权豪,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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