[发明专利]负载型催化剂及其制备方法和应用

说明书

公开一种负载型催化剂，包括载体和活性组分，所述载体为锰的氧化物或锰氧化物分子筛，所述活性组分包括第一活性组分和第二活性组分，第一活性组分为第VIII族金属中的一种或多种，所述第二活性组分为W、Cu、Zn、Ni、Fe中的一种或多种的氧化物。还公开该负载型催化剂的制备方法。本发明的催化剂以锰氧化物或分子筛作为载体，并负载具体的活性组分，特别适用于催化甘油直接加氢反应，可明显提高目标产物的选择性。更进一步，由于成本高的活性金属的含量低，使得催化剂更为经济。

技术领域

本发明属于有机化学合成催化剂领域，具体涉及负载型催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

甘油是生产生物柴油的主要副产物。目前，市场上的甘油主要来自生物柴油和油脂工业。随着生物柴油产量的不断升高，目前甘油市场基本饱和，供应量明显过剩，这使甘油的价格一直稳定在低位。丙二醇(PG)主要用来生产涂料和不饱和聚酯树脂(UPR)，此外用作防冻剂，替代乙二醇用于防冻飞行器及在食品中作冷却剂等。另外还有大量丙二醇用于生产增塑剂和液压制动液，它还可用于非离子洗涤剂及在药物、化妆品、动物食品、烟草工业中作为保湿剂，丙二醇还是良好的溶剂，可用于油墨和环氧树脂等方面。

常见丙二醇生产技术大约有5种：环氧丙烷直接水合法、环氧丙烷间接水合法、丙烯直接催化氧化法、生物化工法、碳酸二甲酯(DMC)-丙二醇联产法。

近年来由于甘油低廉的价格优势，采用甘油直接氢解制丙二醇成为新的研究方向。甘油直接氢解制1,2-丙二醇的催化剂一般为包含贵金属的和不含有贵金属的。含有贵金属例如Pt等的催化剂，转化效率高，但催化剂的成本也很高，进而提高了生产的成本。近年来出现采用非贵金属例如钴、铜、钼和锰等作为催化剂的相关研究，由于不采用贵金属因此可以降低成本，但反应得转化效率低下或者需要在高压下进行反应，对设备的要求高。因此，开发一种高活性、成本低的制备1,2-PDO的催化剂具有非常现实的意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种负载型催化剂、其制备方法及该负载型催化剂在甘油加氢制1,2-丙二醇反应中的应用。

本发明提供一种负载型催化剂，包括载体和活性组分，所述载体为锰的氧化物或锰氧化物分子筛，所述活性组分包括第一活性组分和第二活性组分，第一活性组分为第VIII族金属中的一种或多种，所述第二活性组分为W、Cu、Zn、Ni、Fe中的一种或多种的氧化物。

根据本发明的一实施方式，以所述负载型催化剂的干基重量为基准，所述载体的含量为60～99重量％，以金属元素计所述活性组分的含量为0.5～20重量％。

根据本发明的另一实施方式，以所述负载型催化剂的干基重量为基准，所述载体的含量为70～97重量％，以金属元素计所述第一活性组分的含量为0～5重量％、所述第二活性组分的含量为1～15重量％。

根据本发明的另一实施方式，所述锰的氧化物选自二氧化锰、氧化锰、三氧化锰、四氧化三锰中的一种或多种；所述锰氧化物分子筛选自水钠锰矿(δ-MnO₂)、布赛尔矿、水羟锰矿(MnO₂·nH₂O)、锰钡矿(OMS-6)、锰钾矿(OMS-2)、钙锰矿(OMS-1)中的一种或多种。

根据本发明的另一实施方式，所述第一活性组分为铂。

根据本发明的另一实施方式，所述第一活性组分为铂，第二活性组分为铜氧化物。

根据本发明的另一实施方式，以所述负载型催化剂的干基重量为基准，铂的含量为0～0.05重量％、以金属元素计铜氧化物的含量为3～5重量％。

根据本发明的另一实施方式，所述载体为锰钾矿。

本发明还提供一种上述负载型催化剂的制备方法，包括：将所述活性组分前驱体以负载或掺杂形式与负载于所述载体上。