一种用绿色糠醛气相加氢制备2-甲基呋喃催化剂方法技术

一种用绿色糠醛气相加氢制备2

【技术实现步骤摘要】
一种用绿色糠醛气相加氢制备2
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甲基呋喃催化剂方法


[0001]本专利技术涉及一种催化剂制备方法，特别是涉及一种用绿色糠醛气相加氢制备2
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甲基呋喃催化剂方法。

技术介绍

[0002]2‑
甲基呋喃（2
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MF）是合成其它有机化合物的中间体, 主要用于医药、农药和燃料添加剂等方面。2
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MF主要通过糠醛加氢合成，糠醛主要来源于玉米芯、稻壳、棉籽壳、甘蔗渣等农林废料，符合工信部提出的加快非粮生物基材料创新发展的通知。2
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MF在汽油中的溶解性较好，作为汽车的添加燃料可将它与汽油以任意比互溶，不会显著降低发动机性能。因此，迫需开发出糠醛加氢合成2
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MF以及糠醇催化剂具有高活性、高选择性和长寿命的催化剂对生物质资源进行高效的利用，以及推动糠醛加氢产物2
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MF、糠醇及其下游产品相关产业的发展具有十分重要的意义。
[0003]高玉晶等
[1]研究了糠醛气相加氢制备2
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MF新型合金催化剂 Raney 铜的制备方法。实验得到最佳工艺参数是氢压力0.03～0.08MPa，氢醛比为5:1，反应温度230℃，空速为0.33～0.45h
‑1，床层高度12.7cm左右，在此最佳工艺条件下，糠醛最高转化率达100％，对2
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MF选择性达94.65％。但该催化剂 Raney 铜制备较复杂，且高能耗，不利于工业转化，因此需要开发制备过程简单，廉价高效的催化剂用于糠醛气相催化加氢制2
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甲基呋喃。
[0004]申延明等
[2]通过对糠醛常压气相加氢制备2
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MF催化剂的研究，所研制的CuCr/γ
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Al2O3负载型催化剂，Cu/Cr摩尔比为2.4:1，在反应温度185~190℃、压力为常压、H2/糠醛摩尔比为4.61:1、催化剂负荷为0.23g糠醛/ (g催化剂
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h）的条件下，2
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MF选择性为91.83%，糠醛转化率几乎达100%。该催化剂中含有毒元素Cr，其使用会对环境造成一定污染，亟需开发一种高效绿色的催化剂替代。
[0005]参考文献：高玉晶, 李国安, 滕立华. Raney 铜催化剂上糠醛气相加氢制2
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甲基呋喃[J]. 吉林工学院学报, 1998, 19(4): 14
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16.申延明，吴 静，张振祥，赵素梅. 糠醛常压气相加氢制2
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甲基呋喃催化剂的研究[J].沈阳化工学院学报. 2000. 14(1):28
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31.

技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于提供一种用绿色糠醛气相加氢制备2
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甲基呋喃催化剂方法。该催化剂具有层状硅酸结构，此结构能够防止活性组分高温团聚及流失，大大提高了催化剂使用寿命，可防止活性组分的聚集与丢失，具有较好的选择性、活性及稳定性，使糠醛制2
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甲基呋喃的催化剂单耗降低，载体与组分相结合后的催化剂织构更加紧密，有效降低生产成本。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种绿色糠醛气相加氢制备2
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MF催化剂方法，所述方法包括以下制备过程:
首先, 将可溶性Cu盐与Ni盐按不同摩尔比加入一定量的去离子水中，配成金属盐溶液；往上述金属盐溶液中滴加氨水，之后将碱性硅溶胶滴加到铜镍氨的混合溶液中并进行密闭搅拌；蒸氨后将得到的溶液过滤并洗涤数次，然后测试溶液电导率并多次过滤、洗涤，之后干燥；将干燥后的物质转入预热好的马弗炉中焙烧，然后降至室温，制得不同浓度的Cu
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Ni/SiO2催化剂；将得到的催化剂在反应前进行程序升温还原。
[0008]所述的一种绿色糠醛气相加氢制备2
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MF催化剂方法，所述搅拌条件为密闭且室温1~3小时，静置3~6小时；溶液燃烧温度为400~800℃焙烧4~6小时。
[0009]所述的一种绿色糠醛气相加氢制备2
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MF催化剂方法，所述可溶性Ni盐和Cu盐均为硝酸盐。
[0010]所述的一种绿色糠醛气相加氢制备2
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MF催化剂方法, 所述催化剂在 20~80% N2/H2混合气中于200~400℃温度下还原3~6h。
[0011]所述的一种绿色糠醛气相加氢制备2
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MF催化剂方法，所述反应温度为180~230℃, 反应压力均为常压。
[0012]本专利技术的优点与效果是：1. 该催化剂制备过程中Cu分散度高，且重复性好、性能稳定。
[0013]2. 该方法制备的催化剂载体能提供合适的酸性位以及较强的金属利用率。
[0014]3. 该方法制备的催化剂形成层状硅酸结构，该结构可防止活性组分的聚集与丢失，使糠醛由一步法加氢制2MTHF的反应流程更加简单且易操作，生产周期短，制备成本低。
实施方式
[0015]下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。
实施例1
[0016]把分别称取的6g硝酸镍和9g硝酸铜溶于90mL去离子水中，溶液浓度为0.038mol/L，之后往上述金属盐溶液中滴加25g的氨水并在室温条件下密闭搅拌5~20min；将称取好的碱性硅溶胶滴加到铜镍氨的混合溶液中进行密闭搅拌4h；然后继续将制得的悬浮液在90℃条件下加热使得氨气逐渐蒸发掉，当溶液pH值约等于7时停止加热：将得到的溶液过滤并洗涤数次，测试电导率后洗涤，然后置于120℃烘箱干燥12h；将干燥后的物质在500℃马弗炉下焙烧4~6h。
实施例2
[0017]把分别称取的4g硝酸镍和6g硝酸铜溶于90mL去离子水中，溶液浓度为0.026mol/L，之后往上述金属盐溶液中滴加25g的氨水且在室温下密闭搅拌5~20min；将称取好的碱性硅溶胶滴加到铜镍氨的混合溶液中并密闭搅拌4h；然后将制得的悬浮液在90℃条件下加热使得氨气逐渐蒸发掉，当溶液pH值约等于7时停止加热：将得到的溶液过滤并进行洗涤多次，测试电导率后洗涤，然后在120℃下干燥12h；将干燥后的物质置于500℃马弗炉下焙烧4~6h。
实施例3
[0018]把分别称取的2g硝酸镍和3g硝酸铜溶于90mL去离子水中，溶液浓度为0.013mol/L，之后往上述金属盐溶液中滴加25g的氨水且在室温下密闭搅拌5~20min；将称取好的碱性硅溶胶滴加到铜镍氨的混合溶液中且密闭搅拌4h；接着将制得的悬浮液在90℃条件下加热使得氨气逐渐蒸发掉，当pH值约等于7时停止加热：将得到的溶液过滤并洗涤多次，测试电导率后洗涤，然后在120℃下干燥12h；将干燥后的物质在500℃马弗炉下焙烧4~6h。
[0019]催化剂性能测试：将制得的催化剂颗粒取1g装入反应器中，在N2:H2=2:1的混合气中于300℃下还原4h，待反应器的温度降至反应温度后，关闭N2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用绿色糠醛气相加氢制备2
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甲基呋喃催化剂方法，其特征在于，所述方法包括以下制备过程：(1)将可溶性Ni盐和Cu盐按摩尔比加进离子水中，配制成金属盐溶液且在室温下搅拌使其完全溶解；(2)往上述金属盐溶液中滴入氨水，并在室温下密闭搅拌；(3)将碱性硅溶胶滴加到铜镍氨的混合溶液中并进行密闭搅拌；(4)将上述制得的悬浮液加热，蒸发氨气并测定溶液pH值7时停止加热；(5)将得到的溶液多次过滤、洗涤和测定电导率，洗涤之后进行干燥；(6)将干燥后的物质进行焙烧，最后得到Cu
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Ni/SiO2催化剂；上述金属盐溶液的浓度为0.01~1mol/L，洗涤方式均为抽滤，干燥方式均为空气中干燥，加热温度为70~90℃，干燥温度为100~120℃，干燥时间为6~12h，焙烧温度为400~800℃，焙烧时间为4~6h。2.根据权利要求1所述的一种用绿...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘蝈蝈，张梦涵，孙一宁，张雅静，王康军，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：