一种铜基催化剂及其制备方法和在糠醛加氢催化中的用途技术

本发明专利技术公开了一种以二氧化锆为载体的铜基催化剂，所述二氧化锆载体铜基催化剂用式Cu/ZrO2‑M表示，其中Cu为活性组分，活性金属Cu占催化剂总重量的0.05～40％，载体ZrO2‑M为介孔二氧化锆，所述载体ZrO2‑M占催化剂总重量的99.95～60％，及其制备方法和在由糠醛加氢制糠醇中的用途。根据本发明专利技术的所述二氧化锆载体铜基催化剂不采用贵金属作为活性成分，成本低廉，并且只含有Cu和二氧化锆载体两者，不含其它组分，制备工艺简单，并且可以有效地提高糠醛转化率和糠醇的选择性，同时由糠醛制备糠醇的工艺反应条件温和，反应速率快。产物体系分离简单，催化剂可再生使用且对设备腐蚀性小。以水为反应介质，反应中不使用任何的无机酸碱，避免了糠醛加氢工艺中的环境污染问题。

A copper-based catalyst and its preparation method and application in furfural hydrogenation catalysis

The invention discloses a copper-based catalyst supported on zirconia. The copper-based catalyst supported on zirconia is expressed by the formula Cu/ZrO_2_M. The copper is the active component, the active metal Cu accounts for 0.05-40% of the total weight of the catalyst, the carrier ZrO_2_M is the mesoporous zirconia, and the carrier ZrO_2_M accounts for 99.95-60% of the total weight of the catalyst. The preparation method and the addition of furfural are described. Use of hydrogen in furfuryl alcohol production. According to the present invention, the copper-based catalyst supported on zirconium dioxide does not use precious metals as active ingredients, has low cost, only contains both copper and zirconium dioxide carriers, and does not contain other components. The preparation process is simple, and can effectively improve the conversion of furfural and the selectivity of furfural alcohol. At the same time, the process of preparing furfural alcohol from furfural has mild reaction conditions and fast reaction rate. The product system is simple to separate, the catalyst can be used regeneratively and has little corrosiveness to the equipment. With water as reaction medium, no inorganic acids and bases were used in the reaction, which avoided environmental pollution in furfural hydrogenation process.

【技术实现步骤摘要】
一种铜基催化剂及其制备方法和在糠醛加氢催化中的用途
本专利技术涉及催化化学领域，尤其涉及一种负载型铜基催化剂及其制备方法和该催化剂在由糠醛加氢催化制备糠醇中的用途。
技术介绍
糠醇是一种重要的有机化工原料，主要用于生产糠醛树脂、呋喃树脂、糠醇-尿醛树脂、酚醛树脂等。也用于制备果酸、增塑剂、溶剂和火箭燃料等。另外，在染料、合成纤维、橡胶、农药和铸造等工业部门也有广泛的用途。目前，糠醇多由原料易得的糠醛加氢制得。工业上合成糠醇的催化剂主要是铜铬型和铜硅型催化体系，但铜铬型金属铬毒性大，环保难以处理，且上述两种催化剂缺点是使用一次后即废弃，造成催化剂的严重浪费。因此，制备成本低、寿命长、环境友好、高活性和高选择性的糠醛液相加氢催化剂具有重要的科研意义和应用前景。无铬糠醛加氢催化剂得到各国研究人员的重视。主要集中于无铬铜系催化剂(非负载型Cu-Zn催化剂、非负载型Cu-Zn-Al催化剂、Cu/MgO催化剂、CuO/SiO2催化剂、Cu-Zn/γ-Al2O3催化剂等)、骨架型催化剂和非晶态合金催化剂，但以上催化剂选择性和稳定性还有待进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种以介孔二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以二氧化锆为载体的铜基催化剂，所述二氧化锆载体铜基催化剂用式Cu/ZrO2‑M表示，其中Cu为活性组分，活性金属Cu占催化剂总重量的0.05～40％，载体ZrO2‑M为介孔二氧化锆，所述载体ZrO2‑M占催化剂总重量的99.95～60％。

【技术特征摘要】
1.一种以二氧化锆为载体的铜基催化剂，所述二氧化锆载体铜基催化剂用式Cu/ZrO2-M表示，其中Cu为活性组分，活性金属Cu占催化剂总重量的0.05～40％，载体ZrO2-M为介孔二氧化锆，所述载体ZrO2-M占催化剂总重量的99.95～60％。2.根据权利要求1所述的二氧化锆载体铜基催化剂，其特征在于，所述活性金属Cu占催化剂总重量的5～35％，载体ZrO2-M占催化剂总重量65～95％。3.根据权利要求1所述的二氧化锆载体铜基催化剂，其特征在于，所述活性金属Cu占催化剂总重量的10～20％，载体ZrO2-M占催化剂总重量80～90％。4.根据权利要求1至3中任意一项所述二氧化锆载体铜基催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)催化剂前驱体ZrO2-M的制备：(a)在20～60℃恒温条件下，将模板剂P123(EO20PO20EO20)溶于适量的无水乙醇，剧烈搅拌0.5～5h后得到溶液A，其中模板剂P123与无水乙醇的摩尔比为(0.01～0.03):(35～45)；(b)另将乙酰丙酮(acac)和丙醇锆加入无水乙醇，其中各组分的摩尔比为丙醇锆:乙酰丙酮:无水乙醇＝(0.01～0.03):(0.005～0.003):(35～45)，记为溶液B；(c)随后在20～60℃将溶液A、B混合，再加入微量去离子水，继续搅拌0.5～3h，形成乳白色凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭星翠，徐国强，牟新东，刘帅，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37