一种饱和醛的合成方法技术

本发明专利技术提供一种饱和醛的合成方法，包括：以碳包覆镍的纳米复合材料为催化剂，在氢气气氛下催化α,β-不饱和醛进行加氢还原反应，以获得饱和醛；其中，纳米复合材料含具有壳层和内核的核壳结构，壳层为石墨化碳层，内核为镍纳米颗粒，且所述镍纳米颗粒内核包括面心立方晶格结构和/或六方紧密晶格结构。本发明专利技术通过以碳包覆镍的纳米复合材料作为催化剂，能够选择性加氢C＝C键使α,β-不饱和醛合成对应的饱和醛，反应选择性高，条件温和，且产物与催化剂分离较方便，相比于工业上传统的雷尼镍催化剂，该催化体系具有更优的安全性与稳定性。该催化体系具有更优的安全性与稳定性。该催化体系具有更优的安全性与稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种饱和醛的合成方法


[0001]本专利技术属于催化合成
，具体涉及一种饱和醛的合成方法。

技术介绍

[0002]α,β-不饱和醛结构中含有共轭的C＝C键以及C＝O键，选择性加氢其中的C＝O键可合成不饱和醇，而选择性加氢C＝C键可合成对应的饱和醛。这两类物质在医药、农药、香料等行业都具有重要用途。如3-苯丙醛可作为治疗HIV药物的中间体。而由α,β-不饱和醛催化加氢制备对应的饱和醛具有较优的原子经济性，对于理论研究以及工业应用都具有重要意义。
[0003]催化加氢的催化剂主要有负载型贵金属(Pt，Rh，Ir，Ru，Au)、雷尼镍及非晶态合金等。其中贵金属催化剂由于具有较高的反应活性，往往同时催化加氢C＝C键以及C＝O键而得到对应的饱和醇，不易得到中间产物饱和醛。而雷尼镍及非晶态镍尽管具有较为优异的催化选择性，但在催化加氢过程中容易发生活性相的流失、团聚，并且催化剂本身在空气中不稳定，存在着较大的安全隐患。
[0004]可见，如何简易、高效、绿色环保的制备一种对α,β-不饱和醛有良好催化加氢性能同时具有较好的稳定性、安全性的催化剂，对于选择性加氢饱和醛具有重要意义。
[0005]需注意的是，前述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本专利技术的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种饱和醛的合成方法，该方法以碳包覆镍的纳米复合材料为催化剂，该纳米复合材料以石墨化碳层包覆镍纳米颗粒形成核壳结构，并具有丰富的介孔结构，通过石墨化碳壳层与镍内核的协同作用，使其具有高效的催化活性和选择性，能够选择性加氢C＝C键使α,β-不饱和醛合成对应的饱和醛，相比于工业上传统的雷尼镍催化剂，该催化体系具有更优的安全性与稳定性。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种饱和醛的合成方法，包括：以碳包覆镍的纳米复合材料为催化剂，在氢气气氛下催化α,β-不饱和醛进行加氢还原反应，以获得饱和醛；其中，纳米复合材料含具有壳层和内核的核壳结构，壳层为含有碱金属和氧的石墨化碳层，内核为镍纳米颗粒，且镍纳米颗粒包括面心立方晶格结构和/或六方紧密晶格结构。
[0009]根据本专利技术的一个实施方式，α,β-不饱和醛选自肉桂醛、糠醛、3-甲基-2-丁烯醛和丙烯醛中的一种或多种。
[0010]根据本专利技术的一个实施方式，催化剂与α,β-不饱和醛的质量比为1:0.05～50，优选为1:0.1～10。
[0011]根据本专利技术的一个实施方式，加氢还原反应的温度为15℃～200℃，优选为60℃～
120℃。
[0012]根据本专利技术的一个实施方式，氢气的压力为0.5Mpa～4Mpa。
[0013]根据本专利技术的一个实施方式，催化剂与α,β-不饱和醛在溶剂中混合后进行加氢还原反应，溶剂选自醇类、醚类、烷烃类和水中的一种或多种。
[0014]根据本专利技术的一个实施方式，以催化剂的总质量为基准，镍含量为5％～85％，碳含量为14％～93％，氧含量为0.3％～6％，氮含量为0％～6％，氢含量为0.1％～2.5％。
[0015]根据本专利技术的一个实施方式，纳米复合材料为具有至少一个介孔分布峰的介孔材料。
[0016]根据本专利技术的一个实施方式，纳米复合材料在2nm～5nm的孔径范围和5nm～20nm的孔径范围分别具有一个介孔分布峰。
[0017]根据本专利技术的一个实施方式，纳米复合材料中的介孔体积占总孔体积的比例大于90％。
[0018]由上述技术方案可知，本专利技术提出的饱和醛的合成方法的优点和积极效果在于：
[0019]本专利技术提出的饱和醛的合成方法，以碳包覆镍的纳米复合材料作为催化剂，能够选择性加氢C＝C键使α,β-不饱和醛合成对应的饱和醛。由于催化剂材料含石墨化碳层/金属核壳结构，使内核的镍材料十分稳定，不自燃，耐酸腐蚀，危险性低，适合保存与运输，从而保证了复合材料使用的安全性。
[0020]本专利技术的碳包覆镍的纳米复合材料在催化合成饱和醛反应中表现了良好的重复性、高活性及高选择性，此外，由于该纳米复合材料具有较强的磁性，还可方便利用其磁性分离催化剂或用于磁稳定床等工艺。
附图说明
[0021]以下附图用于提供对本专利技术的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。
[0022]图1是制备例1的碳包覆镍纳米复合材料的XRD图；
[0023]图2A是制备例1的碳包覆镍纳米复合材料的N2吸脱附等温曲线图；
[0024]图2B是制备例1的碳包覆镍纳米复合材料的孔径分布曲线图；
[0025]图3是制备例2所制备的碳包覆镍纳米复合材料的TEM图；
[0026]图4A是制备例2所制备的碳包覆镍纳米复合材料的N2吸脱附等温曲线图；
[0027]图4B是制备例2所制备的碳包覆镍纳米复合材料的孔径分布图。
具体实施方式
[0028]以下内容提供了不同的实施例或范例，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。当然，这些仅仅是范例，而非意图限制本专利技术。在本专利技术中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应当被视为在本文中具体公开。
[0029]在此未直接定义的任何术语应当被理解为具有与它们在本专利技术
中通常
所理解的相关联的含义。如贯穿本说明书使用的下面术语除非另外说明，应当理解为具有下面含义。
[0030]本专利技术中术语“核壳结构”是指内核为镍纳米颗粒，壳层为石墨化碳层。术语“石墨化碳层”是指在高分辨透射电镜下可明显观察到层状结构的碳结构，而非无定型结构，且层间距约为0.34nm。该石墨化碳层包覆镍纳米颗粒后形成的复合材料呈球形或类球形。
[0031]术语“介孔”定义为孔径在2～50nm范围的孔。孔径小于2nm的孔定义为微孔，大于50nm的孔定义为大孔。
[0032]术语“介孔分布峰”是指根据Barrett-Joyner-Halenda(BJH)方法对脱附曲线进行计算得到的孔分布曲线上的介孔分布峰。
[0033]本专利技术提供一种饱和醛的合成方法，包括：以碳包覆镍的纳米复合材料为催化剂，在氢气气氛下催化α,β-不饱和醛进行加氢还原反应，以获得饱和醛；其中，纳米复合材料含具有壳层和内核的核壳结构，壳层为含有碱金属和氧的石墨化碳层，内核为镍纳米颗粒，且镍纳米颗粒包括面心立方晶格结构和/或六方紧密晶格结构。
[0034]在一些实施例中，所述α,β-不饱和醛可选自肉桂醛、糠醛、3-甲基-2-丁烯醛和丙烯醛中的一种或多种。其中，本专利技术所指的α,β-不饱和醛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种饱和醛的合成方法，其特征在于，包括：以碳包覆镍的纳米复合材料为催化剂，在氢气气氛下催化α,β-不饱和醛进行加氢还原反应，以获得所述饱和醛；其中，所述纳米复合材料含具有壳层和内核的核壳结构，所述壳层为石墨化碳层，所述内核为镍纳米颗粒，且所述镍纳米颗粒包括面心立方晶格结构和/或六方紧密晶格结构。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述α,β-不饱和醛选自肉桂醛、糠醛、3-甲基-2-丁烯醛和丙烯醛中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述催化剂与所述α,β-不饱和醛的质量比为1:0.05～50。4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述加氢还原反应的温度为15℃～200℃。5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述氢气的压力为0.5Mpa～4Mpa...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴耿煌，荣峻峰，达志坚，宗明生，于鹏，纪洪波，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：