一种负载型金属催化剂的制备方法和呋喃醇化合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种负载型金属催化剂的制备方法和呋喃醇化合物的制备方法，负载型金属催化剂的制备方法包括以下步骤：制备得到载体

【技术实现步骤摘要】
一种负载型金属催化剂的制备方法和呋喃醇化合物的制备方法


[0001]本专利技术涉及生物质多相催化
，尤其涉及一种负载型金属催化剂及其制备方法和呋喃醇化合物的制备方法
。

技术介绍

[0002]以生物质资源生产可再生化学品以替代石油基化学品，将有效降低环境污染和对不可再生的化石资源的过度依赖等问题，符合绿色可持续发展理念
。
由生物质基衍生出来的呋喃类化合物
(
如5‑
羟甲基糠醛
、2,5
‑
呋喃二甲醇等
)
可以作为平台化学品，从而进一步地转化应用于医药中间体
、
燃料化学品
、
绿色溶剂等领域
。
如
2,5
‑
呋喃二甲醇
(BHMF)
作为一种重要的生物基平台化学品，在制备药物中间体
、
聚合物
、
人造纤维和聚酯等方面拥有着巨大的应用潜力，可以作为替代石油基化学品，实现生物质可再生资源的高值转化利用
。
因此，开发一种高效制备呋喃醇类化合物的方法具有十分重要的意义
。
[0003]呋喃醇可以由呋喃醛类化合物催化加氢进行合成，但呋喃醛类化合物含有多种官能团
(
如醛基
、
呋喃环
、
羟基等
)
，使得催化加氢的过程中不仅需要苛刻的反应条件，而且很容易发生氢解
、
过度加氢等其他副产物<br/>。
以5‑
羟甲基糠醛
(HMF)
催化加氢制备
BHMF
为例，
HMF
在催化加氢的过程中，需要较高的氢气压力和较高的温度
。
研究发现，
Au/Al2O3催化剂在
120℃、6.5MPa
氢气条件下可以催化
HMF
氢化，尽管该方法取得的收率较高，但是高温和高压的反应条件增加了能源消耗，不利于实际生产
。
另外
HMF
在催化加氢的过程中，还会形成其他的加氢产物，如四氢呋喃二甲醇
(BHMTHF)。
使用
Pd/Al2O3催化剂，在
120℃、70MPa
的条件下，
3h
后
BHMTHF
的收率为
99
％
。
[0004]根据上述情况可知，现有技术中呋喃醛的催化加氢需要苛刻的环境，且含有的多种官能团，容易产生其他副产物
。
因此，亟需开发一种反应条件温和并且对呋喃醛具有单一加氢属性的技术，以得到高转化率和高选择性的呋喃醇
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是如何在温和的反应条件下实现呋喃醛催化加氢，避免其他副产物的产生，提高呋喃醇的转化率和选择性
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术第一方面提供一种负载型金属催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S11、
制备得到载体
YOn
，所述载体
YOn
选自
α
‑
MnO2、
β
‑
MnO2、
γ
‑
MnO2、
δ
‑
MnO2、OMS
‑
2、OMS
‑6中的至少一种；
[0008]S12、
将活性组分
X
的前驱体盐
、
第一溶剂和所述载体
YOn
混合，使活性组分
X
负载到载体
Yon
上，所述活性组分
X
选自铱
、
铑
、
钯
、
铂
、
金
、
银中的至少一种，干燥处理后得到固体
A
；
[0009]S13、
将所述固体
A
焙烧，得到固体
B
；
[0010]S14、
将所述固体
B
与还原剂反应，得到负载型金属催化剂
。
[0011]本专利技术通过上述制备方法制备通式为
X/(YOn)
的负载型金属催化剂，活性组分
X
与载体
YOn
形成的独特的吸附构型，可以使呋喃醛的醛基单一地吸附在催化剂上，从而选择性地催化加氢呋喃醛的醛基，该催化剂不仅具有高活性，且在宽温度和压力范围下，对生物质醛的醛基具有高选择性，可以实现选择性加氢，不会进一步产生其他加氢产物，从而提高了呋喃醇的转化率和选择性
。
[0012]进一步地，所述负载型金属催化剂中活性组分
X
的质量分数为
0.1wt
％～
10wt
％
。
催化剂所用的活性组分
X
量较少，就具有足够的催化效果，有利于降低制备成本
。
[0013]进一步地，所述负载型金属催化剂的平均粒径为
0.5nm
～
5nm。
负载型金属催化剂的平均粒径较小，有利于提高其催化活性
。
[0014]进一步地，所述步骤
S12
中，负载方法选自浸渍法
、
静电吸附法
、
共沉淀法
、
固相分散法
、
溶胶
‑
凝胶法中的一种
。
[0015]进一步地，所述活性组分
X
的前驱体盐选自硝酸盐
、
氯化盐
、
乙酸盐
、
乙酰丙酮盐中的至少一种
。
[0016]进一步地，所述第一溶剂选自去离子水
、
甲醇
、
乙醇
、
异丙醇中的至少一种
。
[0017]进一步地，所述还原剂选自氢气
、
氢气与非活性气体的混合气
、
甲酸
、
硼氢化钠
、
维生素
C、
水合肼中的一种
。
[0018]进一步地，所述步骤
S13
中，焙烧温度为
200℃
～
900℃
，时间为
2h
～
15h。
焙烧步骤使得活性组分
X
的前驱体盐变成金属氧化物，同时有利于金属粒子生长，限定焙烧温度可以控制金属粒子的粒径
。
[0019]进一步地，所述步骤
S14
中，反应温度为
20℃
～
500℃
，时间为
1h
～...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S11、
制备得到载体
YOn
，所述载体
YOn
选自
α
‑
MnO2、
β
‑
MnO2、
γ
‑
MnO2、
δ
‑
MnO2、OMS
‑
2、OMS
‑6中的至少一种；
S12、
将活性组分
X
的前驱体盐
、
第一溶剂和所述载体
YOn
混合，使活性组分
X
负载到载体
Yon
上，所述活性组分
X
选自铱
、
铑
、
钯
、
铂
、
金
、
银中的至少一种，干燥处理后得到固体
A
；
S13、
将所述固体
A
焙烧，得到固体
B
；
S14、
将所述固体
B
与还原剂反应，得到负载型金属催化剂
。2.
根据权利要求1所述负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述负载型金属催化剂中活性组分
X
的质量分数为
0.1wt
％～
10wt
％
。3.
根据权利要求1或2所述负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤
S12
中，负载方法选自浸渍法
、
静电吸附法
、
共沉淀法
、
固相分散法
、
溶胶
‑
凝胶法中的一种
。4.
根据权利要求1或2所述负载型金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤
S13
中，焙烧温度为
200℃
～
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建，何宏利，吕明鑫，康博，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：