一种基于silicalite-1分子筛的催化剂及用其制备1,2-戊二醇的方法技术

本发明专利技术提供一种有机碱功能化的silicalite‑1分子筛封装金属纳米颗粒催化剂及其制备方法，以及使用所述催化剂由生物质衍生物糠醇氢解制备1,2‑戊二醇的方法。本发明专利技术的催化剂当用于由糠醇氢解制备1,2戊二醇的反应中时，能够在较温和的反应条件下具有高的氢解活性，显著提高反应中的糠醇的转化率和1,2‑戊二醇选择性，同时不产生明显的作为副产物的糠醇聚合物，催化剂稳定性好，寿命长，且反应完毕后通过简单过滤即可回收再利用，大大降低了反应成本和分离难度。

A Catalyst Based on Silcalite-1 Zeolite and the Method of Preparing 1,2-Pentanediol from Silcalite-1 Zeolite

The present invention provides an organic alkali functionalized silicalite 1 molecular sieve encapsulated metal nanoparticle catalyst and a preparation method thereof, as well as a method for preparing 1,2 pentanediol by Hydrogenolysis of furfuryl alcohol, a biomass derivative, using the catalyst. When used in the reaction of hydrogenolysis of furfuryl alcohol to 1,2-pentanediol, the catalyst of the invention has high hydrogenolysis activity under mild reaction conditions, remarkably improves the conversion of furfuryl alcohol and the selectivity of 1,2-pentanediol in the reaction, and does not produce a distinct polymer of furyl alcohol as a by-product. The catalyst has good stability, long service life and can be simply filtered after reaction. It can be recycled and reused, which greatly reduces the cost of reaction and the difficulty of separation.

【技术实现步骤摘要】
一种基于silicalite-1分子筛的催化剂及用其制备1,2-戊二醇的方法
本专利技术涉及一种催化剂。具体而言，涉及一种基于silicalite-1分子筛的催化剂。本专利技术还涉及一种使用所述催化剂以糠醇为原料制备1,2-戊二醇的方法。
技术介绍
1,2-戊二醇是一种特殊的二元伯醇，在多个领域中均有广泛应用。例如，其主要用于合成农药丙环唑(一种高效、低毒和活性广谱的杀菌剂)。另外，1,2-戊二醇具有明显的极性和非极性，可用于化妆品或个人护理用品中起到优异的保湿效果，特别地，1,2-戊二醇还具有抑菌防腐作用，因此可用于配制不添加防腐剂的产品。传统的1,2-戊二醇制备方法为以正戊烯为原料，通过环氧化再水合而得到，例如专利文献US4605795、US4479021和CN1552684等分别进行了报道。在其制备过程中使用了丙酸或甲酸以及双氧水等。其中，正戊烯主要来源于石油化工行业中的C5馏分，存在原料来源受限且成本高、使用的过氧化物氧化剂存在安全隐患、产生大量碱中和废水等问题，极大地制约了1,2-戊二醇的发展。在此基础上，现已开发了各种制备1,2-戊二醇的方法。例如，专利文献US20080本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于糠醇氢解制备1,2‑戊二醇的催化剂，其特征在于，包括载体与活性组分，其中，所述载体为经有机碱硅烷偶联剂进行表面修饰的silicalite‑1分子筛，所述活性组分为封装在所述silicalite‑1分子筛的孔道中的金属纳米颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种用于糠醇氢解制备1,2-戊二醇的催化剂，其特征在于，包括载体与活性组分，其中，所述载体为经有机碱硅烷偶联剂进行表面修饰的silicalite-1分子筛，所述活性组分为封装在所述silicalite-1分子筛的孔道中的金属纳米颗粒。2.根据权利要求1所述催化剂，其特征在于，所述有机碱硅烷偶联剂为由以下通式(1)表示的化合物：其中，Base表示有机碱性基团，优选为氨基或多元胺基团，所述氨基选自伯氨基、仲氨基或叔氨基；R1、R2、R3表示C1-C4的烷基，彼此相同或不同；n为1-10；所述有机碱硅烷偶联剂优选为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷和3-(二甲氨基)丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述金属纳米颗粒为Ni、Co、Cu、Ru、Rh、Pd、Ir、Pt和Au中的一种或多种，优选Pt和/或Au。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的催化剂，其特征在于，以所述催化剂中的未经表面修饰的silicalite-1分子筛的质量计，所述金属纳米颗粒的负载量为0.01～5wt％，优选为0.1～2wt％。5.根据权利要求4所述的催化剂，其特征在于，以所述催化剂中的未经表面修饰的silicalite-1分子筛的质量计，所述有机碱硅烷偶联剂的量为0.01～5mmol/g，优选0.1～2mmol/g。6.一种制备权利要求1-5中任意一项所述催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：a)在胶体稳定剂存在下，用还原剂还原金属可溶性盐水溶液，得到金属纳米颗粒胶体；b)将醇、氨水和正硅酸四烷基酯加入到步骤a)得到的金属纳米颗粒胶体中，水解后蒸馏除去水和醇，干燥得到负载金属纳米颗粒的硅胶；c)在模板剂作用下，采用水热法将步骤b)中得到的负载金属纳米颗粒的硅胶晶化，高温煅烧后得到封装金属纳米颗粒的silicalite-1分子筛；d)在溶剂中，采用有机碱硅烷偶联剂对步骤c)中得到的封装金属纳米颗粒的silicalite-1分子筛进行表面修饰，得到所述催化剂。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤a)中，所述金属可溶性盐为金属的硝酸盐、醋酸盐和氯化物中的一种或多种，优选硝酸镍、醋酸钴、硝酸铜、氯化钌、氯化铑、氯化钯、氯铱酸、氯铂酸和氯金酸中的一种或多种，更优选氯铂酸和/或氯金酸；所述的胶体稳定剂选自聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、吐温20、吐温80和司班20中的一种或多种，优选聚乙烯基吡咯烷酮；所述还原剂选自NaBH4、甲醛和水合肼中的一种或多种，优选NaBH4。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，步骤a)中，所述金属可溶性盐水溶液的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡江林，刘运海，边新建，黎源，姜庆梅，陈长生，宋延方，杨洋，曾伟，丁可，杨恒东，王坤，华卫琦，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37