[发明专利]用于生物质纤维素催化转化的催化剂、制备方法及其用途

权利要求书

1.一种用于生物质纤维素催化转化的催化剂，其特征在于，所述催化剂由活性组分、助剂和载体组成，所述活性组分为氧化铜或/和氧化镍，助剂为碱土金属氧化物或/和过渡金属氧化物，载体为多孔氧化物。

2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述活性组分占催化剂的重量百分比为10~60%，优选10~40%，进一步优选30~40%；

优选地，所述助剂占催化剂的重量百分比为15~50%，优选15~40%，进一步优选15~30%；

优选地，所述催化剂，按其各组分占催化剂的重量百分比组成为：

活性组分        10~60%

助剂            15~50%

余量为载体。

3.如权利要求1或2所述的催化剂，其特征在于，所述助剂选自氧化钡、氧化钙、氧化镁、氧化铁、四氧化三钴、氧化锰或氧化锌中的一种或者至少两种的混合物；

优选地，所述多孔氧化物选自氧化铝、氧化锆、氧化钛或氧化硅的一种或者至少两种的混合物。

4.一种如权利要求1-3之一所述的用于生物质纤维素催化转化的催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）将活性组分金属盐、助剂金属盐和载体盐溶于水中，配制金属离子浓度为0.25~5mol/L的溶液；

（2）配制浓度为0.25~5mol/L的沉淀剂溶液；

（3）将步骤（1）得到的溶液和步骤（2）的沉淀剂溶液同时逐滴加入到50~100℃的去离子水中，控制pH为5~10，将得到的悬浮液50~100℃老化1-24h；

（4）将步骤（3）得到的沉淀物过滤，洗涤，干燥后，在400~800℃焙烧4~10h，得到用于生物质纤维素催化转化的催化剂。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述活性组分金属盐选自硝酸铜、醋酸铜、氯化铜、硝酸镍、醋酸镍或氯化镍中的一种或者至少两种的混合物；

优选地，所述助剂金属盐选自硝酸钡、醋酸钡、氯化钡、硝酸钙、醋酸钙、氯化钙、硝酸镁、醋酸镁、氯化镁、硝酸铁、醋酸铁、氯化铁、硝酸钴、醋酸钴、氯化钴、硝酸锰、醋酸锰、氯化锰、硝酸锌、醋酸锌或氯化锌中的一种或者至少两种的混合物；

优选地，所述载体盐选自硝酸铝、氯化铝、硝酸锆、硝酸钛或正硅酸乙酯中的一种或者至少两种的混合物。

6.如权利要求4-6之一所述的方法，其特征在于，所述沉淀剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵、尿素、氨水、碳酸钾或碳酸氢钾中的一种或者至少两种的混合物；

优选地，步骤（4）所述焙烧温度为500~700℃，优选为500~600℃；

优选地，步骤（4）所述焙烧时间为5~8h，优选为5~6h。

7.一种醇类重整耦合生物质纤维素催化转化的方法，其特征在于，所述方法采用低碳醇为生物质纤维素转化的反应介质，在权利要求1-3之一所述的催化剂的催化作用下，使低碳醇重整，得到的重整产物CO和H₂作为还原气，所述催化剂进一步催化生物质纤维素加氢，使生物质纤维素转化为C3-C7一元醇。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述低碳醇与生物质纤维素的质量比为60:1~5:1，优选55:1~8:1，进一步优选50:1~10:1；

优选地，所述重整和转化的反应温度为200~700℃，优选250~650℃，进一步优选300~600℃；

优选地，所述重整和转化的反应时间为0.1~24h，优选0.5~22h，进一步优选1~20h；

优选地，所述反应过程中的反应压力为4~15MPa；

优选地，所述重整方式选自蒸汽重整、水相重整或超临界重整中的任意一种。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述低碳醇选自甲醇、乙醇或丙三醇中的任意一种或者至少两种的混合物；

优选地，所述生物质纤维素含有纤维素、木质素或半纤维素中的一种或者至少两种的混合物。

10.如权利要求7-9之一所述的方法，其特征在于，所述方法为：将催化剂、生物质纤维素以及低碳醇加入到密闭高压反应釜中，在惰性气体保护下，升温至200~700℃，反应压力为4~15MPa，反应0.1~24h，待反应结束后，得到生物质纤维素转化产品C3-C7一元醇；

优选地，所述方法为：将催化剂、生物质纤维素、低碳醇和水加入到密闭高压反应釜中，在惰性气体保护下，升温至200~700℃，反应压力为4~15MPa，反应0.1~24h，待反应结束后，得到生物质纤维素转化产品C3-C7一元醇。