一种以纳米金为内核的顺酐加氢制γ-丁内酯催化剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种以纳米金为内核的顺酐加氢制γ‑丁内酯催化剂、制备方法及应用，属于核壳结构催化剂技术领域。本发明专利技术催化剂由纳米Au内核和C‑Cu‑MxOy@mSiO2壳层组成，孔径为2.1nm~3.2nm。本发明专利技术催化剂制备时，包括步骤：制备Au溶胶溶液，制备含有机配体、金属助剂盐、表面活性剂、沉淀剂及硅源的铜盐混合溶液，铜盐混合溶液中加入Au溶胶溶液，得到催化剂粉末，催化剂粉末压片成型，压片成型催化剂升温还原，最终得到纳米Au颗粒为内核、SiO2壳层限域的C‑Cu‑MxOy顺酐加氢制γ‑丁内酯催化剂。本发明专利技术催化剂基于结构上的多种优势，其在顺酐加氢中表现出优异的活性、选择性与使用稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于核壳结构催化剂，具体是一种以纳米金为内核的顺酐加氢制γ-丁内酯催化剂、制备方法及应用。

技术介绍

1、γ-丁内酯(gbl)是一种非常重要的基础化工原材料，在有机合成、新能源材料、药物合成等领域被广泛应用和研究。它是一种性能优良的溶剂，具有高导电性，其下游产品n-甲基吡咯烷酮可用作锂离子电池和电容器的清洗溶剂、电解液等；另外以gbl衍生的许多五元环分子可用于医药领域新药研发以及合成，例如：环丙沙星、脑复康氛酪酸、维生素b、镇静剂γ-羟基丁酸、乙酰胆碱酯酶抑制剂等。随着我国经济的快速发展，特别是锂离子电池等行业的发展，国内对于gbl的需求量呈现逐年增加的趋势。

2、与1,4-丁二醇 (bdo)脱氢制gbl和顺酐酯化加氢合成gbl两条路线相比，顺酐直接加氢合成gbl具有工艺流程短、原料成本优势大，产品品质高等优点。工业上主要采用的顺酐直接加氢合成gbl工艺为常压气相加氢工艺，选用负载型铜基催化剂。

3、目前采用的主要催化剂是组成为cuo、zno及al2o3的多元催化剂[如cn1298759a、cn1358568a、us 51本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种以纳米金为内核的顺酐加氢制γ-丁内酯催化剂，其特征在于：由纳米Au内核和C-Cu-MxOy@mSiO2壳层组成，纳米Au内核的直径为11nm~33nm，C-Cu-MxOy@mSiO2壳层的厚度为55nm~75nm，孔径为2.1nm~3.2nm。

2.根据权利要求1所述的一种以纳米金为内核的顺酐加氢制γ-丁内酯催化剂，其特征在于：该催化剂中，C的质量分数为1.3~3.3 %，Cu的质量分数为24.5~43.5%，MxOy质量分数为1.8~4.2%，Au的质量分数为0.18~0.67 %，其余为SiO2；其中，Cu以富电子状态的Cu0与缺电子状态的Cu+两种状态存在，Cu...

【技术特征摘要】

1.一种以纳米金为内核的顺酐加氢制γ-丁内酯催化剂，其特征在于：由纳米au内核和c-cu-mxoy@msio2壳层组成，纳米au内核的直径为11nm~33nm，c-cu-mxoy@msio2壳层的厚度为55nm~75nm，孔径为2.1nm~3.2nm。

2.根据权利要求1所述的一种以纳米金为内核的顺酐加氢制γ-丁内酯催化剂，其特征在于：该催化剂中，c的质量分数为1.3~3.3 %，cu的质量分数为24.5~43.5%，mxoy质量分数为1.8~4.2%，au的质量分数为0.18~0.67 %，其余为sio2；其中，cu以富电子状态的cu0与缺电子状态的cu+两种状态存在，cu+/(cu++cu0)原子比为15%~28%。

3.如权利要求1所述的一种以纳米金为内核的顺酐加氢制γ-丁内酯催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种以纳米金为内核的顺酐加氢制γ-丁内酯催化剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，氯金酸水溶液中氯金酸质量浓度为0.1 kg/m3~ 0.2 kg/m3，柠檬酸钠水溶液中柠檬酸钠质量浓度为2 kg/m3~17 kg/m3，柠檬酸钠水溶液与氯金酸水溶液按体积比为2:100~6:100混合，得到的au溶胶溶液中au纳米颗粒尺寸为11 nm~33 nm。

5.根据权利要求3所述的一种以纳米金为内核的顺酐加氢制γ-丁内酯催化剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，所配制溶剂中，醇采用乙醇，水采用蒸馏水，蒸馏水与乙醇体积比为1:10~5:10；铜盐选用三水合硝酸铜和六水合硝酸铜中的一种或两种，铜盐混合液中铜的质量浓度为2.5 kg/m3~4.5 kg/m3；有机配体选用3,5-吡唑二羧酸和1,10-菲啰啉中的一种或两种，铜盐混合液中有机配体的质量浓度为0.0026 kg/m3~0.0164 kg/m3；金属助剂盐选用六水合硝酸锌、五水合硝酸锆、六水合硝酸铈、六...

【专利技术属性】
技术研发人员：张因，仲超维，李海涛，王成亮，席琳，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：