非晶态合金催化剂在选择性加氢反应中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种非晶态合金催化剂在选择性加氢反应中的应用，该非晶态合金催化剂按物质的量计包括Co：100份；M：0～6份；B：300～400份；其中M为Fe、Cu、La、Ce、Ni、Zn及Mo中的至少一种。上述非晶态合金催化剂用于加氢反应，该非晶态合金催化剂利用非金属硼和钴作主催化剂、M作助催化剂并控制Co、M和B的配比，有效地提高了加氢反应的催化活性、加氢选择性及目标产物的收率。且该非晶态合金催化剂无需使用贵金属，采用贱金属即可，避免了使用贵金属造成成本高的问题，有效地降低了成本，无需进行催化剂回收工序，具有很好的工业应用前景。

Application of Amorphous Alloy Catalyst in Selective Hydrogenation Reaction

The present invention relates to the application of amorphous alloy catalyst in selective hydrogenation reaction. The amorphous alloy catalyst includes Co: 100 parts, M: 0 - 6 parts, B: 300 - 400 parts, of which M is at least one of Fe, Cu, La, Ce, Ni, Zn and Mo. The amorphous alloy catalyst is used for hydrogenation reaction. The amorphous alloy catalyst uses non-metallic boron and cobalt as the main catalyst, M as the promoter and controls the ratio of Co, M and B. The catalytic activity, hydrogenation selectivity and the yield of the target product of the hydrogenation reaction are effectively improved. Moreover, the amorphous alloy catalyst does not need precious metals, but uses base metals, which avoids the high cost caused by the use of precious metals, effectively reduces the cost, and does not need the catalyst recovery process, and has a good industrial application prospect.

【技术实现步骤摘要】
非晶态合金催化剂在选择性加氢反应中的应用
本专利技术涉及工业催化
，特别是涉及一种非晶态合金催化剂在选择性加氢反应中的应用。
技术介绍
α,β-不饱和醛选择性加氢生成α,β-不饱和醇，是工业上一重要的反应。肉桂醛、柠檬醛等α,β-不饱和醛具有特殊的芳香气味，可从桂油、山苍子油中分离提纯得到，且可广泛应用于香料、化妆品、食品和药物合成中。肉桂醇是典型的α,β-不饱和醇，可作为一种重要的精细有机中间体和香料，应用于调配丁香、百合等花香型香精和香皂香精，常与苯乙醛共用，是调制洋水仙和玫瑰香精等不可缺少的原料。柠檬醛选择性加氢合成的橙花醇、香叶醇在香料和医药等行业具有广泛的应用价值。因此α,β-不饱和醛选择性加氢生成α,β-不饱和醇，例如肉桂醛加氢反应制备肉桂醇及柠檬醛加氢反应制备橙花醇、香叶醇的研究具有重要的现实意义。传统的加氢催化剂所选用的一般是Pd、Pt、Rh、Ir、Os和Ru等贵金属，并将其制备成负载型催化剂，然而这些负载型催化剂的吸附氢的能力不强、活性不高且加氢的选择性也不高，导致最终收率不高。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种活性和选择性较高且不为贵金属催化剂的非晶态合金催化剂用于加氢反应。一种非晶态合金催化剂在选择性加氢反应中的应用，所述非晶态合金催化剂按物质的量计包括：Co：100份；M：0～6份；B：300～400份；其中M为Fe、Cu、La、Ce、Ni、Zn及Mo中的至少一种。上述非晶态合金催化剂用于加氢反应，该非晶态合金催化剂利用非金属硼和钴作主催化剂、M作助催化剂并控制Co、M和B的配比，有效地提高了加氢反应的催化活性、加氢选择性及目标产物的收率。且该非晶态合金催化剂无需使用贵金属，采用贱金属即可，避免了使用贵金属造成成本高的问题，有效地降低了成本，无需进行催化剂回收工序，具有很好的工业应用前景。在其中一个实施例中，所述非晶态合金催化剂按物质的量计包括：Co：100份；M：0.5～2份；B：300～400份。在其中一个实施例中，所述M为Zn。在其中一个实施例中，所述非晶态合金催化剂按物质的量计包括：Co：100份；M：1份；B：300～400份。在其中一个实施例中，所述非晶态合金催化剂为颗粒状，所述非晶态合金催化剂的粒径为分布在5nm～800nm。在其中一个实施例中，所述非晶态合金催化剂采用如下制备方法制得：将钴盐和M的盐化合物按照钴与M的物质的量为100:(0～2)的比例溶于水，得到混合液；其中M为Fe、Cu、La、Ce、Ni、Zn及Mo中的至少一种；将所述混合液和还原剂反应，得到非晶态合金催化剂；其中所述还原剂为KBH4和可溶性氢氧化盐的水溶液，所述还原剂的加入量是按照所述混合液中的钴原子与所述KBH4的物质的量的比例为1:(3～4)加入的。在其中一个实施例中，所述可溶性氢氧化盐为NaOH，所述还原剂中KBH4和NaOH的物质的量的比例为100:(1～2)。在其中一个实施例中，所述加氢反应为α,β-不饱和醛选择性加氢生成α,β-不饱和醇的反应。在其中一个实施例中，所述α,β-不饱和醛为肉桂醛和柠檬醛中的至少一种。在其中一个实施例中，包括如下步骤：将α,β-不饱和醛和氢气为反应原料，在所述非晶态合金催化剂作催化剂的条件下于80～100℃反应，得到α,β-不饱和醇。附图说明图1为实施例1、实施例2及实施例11制得的非晶态合金催化剂的XRD图谱；图2为实施例2制得的Co-Zn-B非晶态合金催化剂的电子效应模型图；图3为实施例2制得的Co-Zn-B非晶态合金催化剂对肉桂醛分子的侧链吸附活化模型图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术提供了一实施方式的非晶态合金催化剂及其制备方法。具体地，该非晶态合金催化剂的制备方法包括以下步骤：步骤S1：将钴盐和M的盐化合物按照钴与M的物质的量为100:(0～2)的比例溶于水，得到混合液；其中M为Fe、Cu、La、Ce、Ni、Zn及Mo中的至少一种。步骤S2：将混合液和还原剂反应，得到非晶态合金催化剂；其中还原剂为KBH4和可溶性氢氧化盐的水溶液，还原剂的加入量是按照混合液中的钴原子与KBH4的物质的量的比例为1:(3～4)。KBH4溶液与具有一定还原电势的金属盐反应条件下快速的析放出大量的非常细小的H2气泡，均匀地分布在溶液中，析放出的H2具有很强的还原性，可以把氧化态的金属还原成金属单质，得到黑色均匀颗粒沉淀，即为制得的Co-B非晶态合金催化剂或Co-M-B非晶态合金催化剂。上述非晶态合金催化剂的制备方法制得的非晶态合金催化剂，按物质的量计包括：Co：100份；M：0～6份；B：300～400份；其中M为Fe、Cu、La、Ce、Ni、Zn及Mo中的至少一种。肉桂醛、柠檬醛等不饱和醛类属于典型的α,β-不饱和醛，分子中同时存在C＝C双键和C＝O双键，由于C＝O键能为715KJ/mol,而C＝C键能为615KJ/mol，而且两者具有共轭作用，热力学上加氢反应首先发生在C＝C双键上的，所以要在C＝O双键上选择性加氢而又不破坏C＝C双键绝非易事。传统的负载型加氢催化剂，是把贵金属负载在载体上依靠活泼金属原子吸附H原子进行加氢反应；本专利技术打破传统的催化剂形式，利用非金属硼和钴作主催化剂、M作助催化剂，并控制Co、M和B的配比，形成非晶态合金催化剂。该非晶态合金催化剂通过控制Co、M和B的配比，可迁移C＝C双键和C＝O双键外层的电子，调变电子云分布而使C＝O键吸附更多的活化的H原子，从而达到活化C＝O键，抑制并保护C＝C键，从而完成加氢过程。综上，上述非晶态合金催化剂在加氢反应中，可迁移C＝C双键和C＝O双键外层的电子，调变电子云分布而使C＝O键吸附更多的活化的H原子，从而达到活化C＝O键，抑制并保护C＝C键的目的。上述非晶态合金催化剂，利用非金属硼和钴作主催化剂、M作助催化剂，并控制Co、M和B的配比，有效地提高了加氢反应的催化活性、加氢选择性及目标产物的收率。此外，上述非晶态合金催化剂无需使用贵金属，采用贱金属即可，避免了使用贵金属造成成本高的问题，有效地降低了成本，无需进行催化剂回收工序；且催化剂的活性好，选择性高，目的产物收率高，稳定性较好，具有很好的工业应用前景。需要指出的是不同的金属盐具有的还原电动势是不同的，所以被KBH4的还原剂还原的还原度是不一样的。加料速度、反应温度和搅拌速度对催化剂的颗粒度和还原度也有较大影响，所以制备过程中要保证适当的加料速度、较低的反应温度(293K，即室温20℃即可)和较快的搅拌速度是制备操作的关键步骤。还原剂优选采用滴加的形式加入。在其中一个实施例中，钴盐和M的盐化合物是按照钴与M的物质的量为100:(0.5～2)的比例加入的。相应地，制得的非晶态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非晶态合金催化剂在选择性加氢反应中的应用，其特征在于，所述非晶态合金催化剂按物质的量计包括：Co：100份；M：0～6份；B：300～400份；其中M为Fe、Cu、La、Ce、Ni、Zn及Mo中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种非晶态合金催化剂在选择性加氢反应中的应用，其特征在于，所述非晶态合金催化剂按物质的量计包括：Co：100份；M：0～6份；B：300～400份；其中M为Fe、Cu、La、Ce、Ni、Zn及Mo中的至少一种。2.如权利要求1所述的非晶态合金催化剂在选择性加氢反应中的应用，其特征在于，所述非晶态合金催化剂按物质的量计包括：Co：100份；M：0.5～2份；B：300～400份。3.如权利要求1或2所述的非晶态合金催化剂在选择性加氢反应中的应用，其特征在于，所述M为Zn。4.如权利要求3所述的非晶态合金催化剂在选择性加氢反应中的应用，其特征在于，所述非晶态合金催化剂按物质的量计包括：Co：100份；M：1份；B：300～400份。5.如权利要求1所述的非晶态合金催化剂在选择性加氢反应中的应用，其特征在于，所述非晶态合金催化剂为颗粒状，所述非晶态合金催化剂的粒径分布在5nm～800nm。6.如权利要求1所述的非晶态合金催化剂在选择性加氢反应中的应用，其特征在于，所述非晶态合金催化剂采用如下制备方法制得：将钴盐和M的盐化合物按照钴与M的物质的量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李万伟，
申请(专利权)人：怀化学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43