[发明专利]用于巴豆醛气相选择性加氢合成巴豆醇的催化剂和制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学催化剂及其制备方法，特别涉及用于气相巴豆醛选择性加氢合成巴豆醇的催化剂和制备方法。

背景技术

α,β-不饱和醛是一种重要的化工原料，其C=O键选择性加氢制得不饱和醇产物是香料、医药等的原料及中间体，在精细化工领域的应用十分广泛。巴豆醇是其中的代表之一，作为一种重要的有机合成中间体，被广泛应用于制造正丁醇、塑料、增塑剂、除草剂、涂料和农药等，所以巴豆醛选择加氢生成巴豆醇极具经济价值。

采用四氢化铝锂、硼氢化钠或异丙醇铝直接还原α,β-不饱和醛制备α,β-不饱和醇的方法，虽然可得到高产率的α,β-不饱和醇，但是，成本很高，反应条件严格、产物与反应物难分离，产生的三废多，违背现代化工的要求。固体催化剂催化加氢则可以大大降低三废的产生，减少对环境的污染，且容易分离，工艺相对简单，同时可以降低反应成本，对目标产物的选择性也高。所以，采用固体催化剂催化巴豆醛选择性加氢制巴豆醇符合绿色经济和绿色化学的要求。

目前巴豆醛选择性加氢制巴豆醇使用的催化剂主要集中研究Pt基催化剂，对Ir催化剂则研究较少。但是Ir催化剂却表现了较好的催化效果。例如Ir/TiO₂催化剂上巴豆醛转化率90%时，巴豆醇选择性仍可达到65%。但是现有的气相加氢制备巴豆醇的Ir基催化剂大多存在易失活，稳定性差的缺点，不利于工业化生产。

发明内容

本发明针对现有的气相加氢制备巴豆醇的Ir基催化剂大多存在易失活，稳定性差的缺点，提供一种催化效率高、反应选择性和反应稳定性较好、贵金属利用率高的用于气相巴豆醛选择性加氢合成巴豆醇的催化剂及其制备方法。

为实现该发明目的，本发明采用的技术方案如下：

用于气相巴豆醛选择性加氢合成巴豆醇的催化剂，由载体和活性组分组成，其特征在于：(1)所述载体为IrO₂/SiO₂，采用浸渍法在SiO₂粉末上负载IrO₂，其Ir质量百分含量为SiO₂的3%；(2)以IrO₂/SiO₂为载体，制备xFe-yZn/IrO₂/SiO₂催化剂，x和y总摩尔量为Ir摩尔量的0.1-2.0%，x与y摩尔比的范围是1:1~4。

该催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)120°C烘箱干燥SiO₂粉末；

(2)浸渍法制备xFe-yZn/IrO₂/SiO₂催化剂：

①按照Ir质量百分含量为SiO₂的3%，吸取Ir的可溶性盐溶液，将SiO₂粉末加到Ir可溶性盐溶液中，搅拌均匀后，在室温下浸渍3小时；

②后于90°C水浴中蒸干液体，在60°C干燥12小时后得到固体粉末，在400°C空气气氛下焙烧4小时，得到IrO₂/SiO₂载体；

③按照一定的x与y摩尔比，将IrO₂/SiO₂载体加入到混合均匀的醋酸亚铁[Fe(AC)₂]和醋酸锌[Zn(AC)₂]水溶液中，搅拌均匀后，在室温下浸渍12小时；

④后于90°C水浴中蒸干液体，在60°C干燥12小时后于400°C空气气氛下焙烧4小时得到固体粉末；

⑤将所得粉体经氢气气氛下直接升温至200°C-500°C进行还原1小时，得到本发明的xFe-yZn/Ir/SiO₂催化剂。

所述Ir的可溶性盐溶液为Ir(acac)₃苯溶液。

采用上述技术方案的用于气相巴豆醛选择性加氢合成巴豆醇的催化剂能够在比较低的反应温度条件下表现出高的活性和选择性，稳定性好并且操作方法简易、贵金属利用率高等优点。

具体实施方式

以下结合具体的实施例进一步阐明本发明，但本发明不局限于以下实施例。

实施例1

(1)120°C烘箱干燥SiO₂粉末，时间为6小时；

(2)浸渍法制备IrO₂/SiO₂催化剂