[发明专利]ZSM-5分子筛负载钴催化剂在制备肉桂醇中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种肉桂醇的生产方法，具体是指一种利用ZSM-5分子筛负载钴催化剂在制备肉桂醇中的应用。 

背景技术

不饱和醛选择性加氢制不饱和醇是一个重要的化学反应，肉桂醛是α-β不饱和醛的典型代表，其选择性加氢生成肉桂醇得到了科研工作者的广泛研究。目前，贵金催化剂属Pt、Ru、Pd和Au和非贵金属催化剂Co等在肉桂醛的选择性加氢反应中得到了较多的研究。非贵金属催化剂由于具有较高的选择性，且价格便宜，其缺点是活性不高，因此，如何提高其活性是研究的一个方向。 

在选择性加氢过程中，载体对反应的活性和选择性有重要影响，分子筛由于具有独特的孔结构、酸性和择性选择性，在化学品的合成中得到了较多的研究。Hajek等研究了分子筛负载Pt催化剂载体的肉桂醛加氢性能，并与Pt/MgO和商售Pt/C做了比较，β-分子筛负载的Pt催化剂具有最高的选择性，在转化率为67％时选择性大概为40％。研究了Ru/Y-沸石、Ru/MCM-41对于肉桂醛的反应性能，并与商业Ru/C作了比较，商业催化剂具有最高的活性然而不饱和醇的选择性只有10％，以Ru/Y-沸石为催化剂时，肉桂醇的选择性最高（约为30%），而Ru/MCM-41对肉桂醇的选择性约只有5％。对于MCM-41负载的铜催化剂，当肉桂醛的转化率为30％是，肉桂醇的选择性最高达到70％。然而未见分子筛ZSM-5负载Co催化剂在肉桂醛选择性加氢反应中的应用。 

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种更高产率的生产方法。 

本发明是通过下述技术方案得以实现的： 

ZSM-5分子筛负载钴催化剂在制备肉桂醇中的应用，其特征在于：以肉桂醛为原料、ZSM-5分子筛负载钴为催化剂、加氢条件下连续进行6小时，反应生成肉桂醇；其中的溶剂为乙醇，肉桂醛与溶剂的用量体积比为1：10~50； 

反应条件为：温度100℃、压力2Mpa； 

其中催化剂中的硅铝比为25~50，ZSM-5分子筛负载中钴催化剂的质量含量为15~20%；ZSM-5分子筛负载钴催化剂在制备过程中的焙烧温度为600 ℃。ZSM-5分子筛在国内已有广泛的用途，本发明中所使用ZSM-5分子筛为常规的材料；催化剂中的硅铝比质量是指物质中的二氧化硅和游离氧化物分子数的相对比值。它决定于矿物结构中的硅氧四面体和铝氧八面体的比例关系，矿物的硅铝比愈高，其等电位pH值愈小。 

作为优选，上述ZSM-5分子筛负载钴催化剂在制备肉桂醇中的应用中，ZSM-5分子筛负载中钴催化剂的质量含量为16.7%。 

作为优选，上述ZSM-5分子筛负载钴催化剂在制备肉桂醇中的应用中催化剂中的硅铝比为25。 

作为优选，上述ZSM-5分子筛负载钴催化剂在制备肉桂醇中的应用中肉桂醛与溶剂的用量体积比为1：25~30。 

在本发明中，肉桂醛（CMA）选择性加氢反应历程，具体反应过程如下： 

从中可以看出，肉桂醛在加氢过程中可以生成肉桂醇（CMO）、氢化肉桂醛（HCMA），这两个物质可以进一步加氢生成氢化肉桂醇（HCMO）。另外，肉桂醛和氢化肉桂醛会与溶剂乙醇生成缩醛副产物。 

有益效果：可以有效提高肉桂醇的转化率，选择性强，反应条件容易控制等优点。 

附图说明

图1Co/ZSM-5催化的肉桂醛加氢产物分布 

图2Co/ZSM-5催化剂上加氢过程中肉桂醇选择性和肉桂醛转化率的关系 

图3不同硅铝比的ZSM-5载体的XRD图 

图4不同硅铝比的16.7Co/ZSM-5催化剂的XRD图 

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施作具体说明： 

实施例1 

以肉桂醛5ml为原料、ZSM-5分子筛负载钴催化剂、加氢条件下连续进行6小时以上，其中的反应压力2Mpa，反应温度控制在100℃，反应溶剂为乙醇130ml，其中，催化剂中的硅铝比为25，ZSM-5分子筛负载中钴催化剂的质量含量为16.7%；本实施例中的ZSM-5分子筛负载钴催化剂在制备过程中的焙烧温度为600℃。结果如图1所示。 

从图1可以看出，肉桂醛加氢反应过程中反应物和产物随时间的变化。从图中可以看出，在反应的初始阶段，肉桂醇含量迅速上升，而氢化肉桂醛和氢化肉桂醇的含量相对较低。当转化率达到80％左右时，肉桂醇的含量迅速下降，而氢化肉桂醇的含量迅速上升。 

实施例2