[发明专利]一种复合载体负载的Pt基催化剂及其应用

说明书

本发明专利涉及一种新型复合载体负载的Pt基催化剂在甘油氢解制1,3‑丙二醇中的应用。所述的催化剂制备方法包括：1)通过溶胶凝胶法‑动态晶化法合成新型WO₃‑Al₂O₃复合载体；2)活性组分前驱体溶液通过湿法浸渍在WO₃‑Al₂O₃载体上得到Pt‑A/WO₃‑Al₂O₃催化剂。该方法所制得的催化剂，可以使甘油水溶液在一定的氢气压力和温度下高转化率、高选择性地氢解生成1，3‑丙二醇，且具有良好的循环稳定性。

技术领域

本发明涉及一种新型复合载体负载的Pt基催化剂在甘油氢解制1,3-丙二醇中的应用。

背景技术

近年来，化石能源的日益枯竭和环境污染问题的日趋突出已经严重影响到人类社会的可持续发展，因而寻找可再生的清洁能源受到了各国政府和科学家的高度重视。在这一大背景下，生物柴油由于其无毒、可再生、可降解以及污染排放物少等特点而备受关注。然而，每生产10吨生物柴油就会副产1吨甘油。可以预见，随着生物柴油产业的迅速发展，甘油也将大量过剩。因此，将甘油转化成高附加值的化学品已经成为当今化工领域的研究热点之一。甘油可以通过氢解反应生成1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、正丙醇、异丙醇等，其中1,3-丙二醇具有更高的经济价值和市场应用价值。

1,3-丙二醇是一种高附加值的化工原料，是增塑剂、洗涤剂、防腐剂和乳化剂等的重要合成原料，也可用于食品、化妆品和制药行业，其最主要的用途是和对苯二甲酸反应生成新型高端聚酯——聚对苯二甲酸-1,3-丙二醇酯(PTT)。PTT具有优异的回弹性、柔软性、易染性等特点，同时它克服了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)太硬和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)太软的特点，在地毯、纺织、工程塑料等行业具有广阔的应用前景。

相比于传统的环氧乙烷羰基化加氢法(中国专利CN1201407A)以及丙烯醛水合加氢法制备1,3-丙二醇(美国专利US5364984A)，甘油直接氢解制备1,3-丙二醇具有工艺简单、环境污染极低的特点，具有极大的竞争力。经过众多研究发现，Pt/WO_x/Al₂O₃催化剂体系可选择性将甘油氢解为1,3-丙二醇，但该催化剂体系的甘油氢解活性仍有待进一步提高。加入合适的第二种金属组分往往能起到调变催化剂活性组分结构的作用，从而提升催化剂的性能，有望推动Pt/WO_x/Al₂O₃催化体系迈向甘油氢解工业化应用的进程。

发明内容

本发明提供了一种高效氢解甘油制1,3-丙二醇的新型复合载体负载的Pt基催化剂的制备方法。

本发明所公开的催化剂以氧化钨-氧化铝为载体，活性组分为铂和记为组分A的钯、铱、钌、铑、金、钼、钽或铌中的一种或二种以上，以载体WO₃-Al₂O₃总重计，Pt占载体的重量百分比为0.01％～10％，优选为0.1％～5％，组分A的质量含量为0.005％～0.5％，优选为0.05％～0.2％；载体中钨的质量分数为1％～30％，优选为5％～20％；铂、钨、组分A均以元素质量为计，其特征在于催化剂活性组分为Pt-A纳米粒子高分散于载体表面，且Pt的平均粒径介于1～2nm，催化剂载体中氧化钨以低聚合态(二聚(两个W物种聚合在一起)、三聚(三个W物种聚合在一起)或四聚(四个W物种聚合在一起))的W物种(WO_x，x＝2.8～3)形式存在，其在紫外-可见吸收光谱所得到了禁带宽度介于3.0eV和4.5eV之间，该载体具有如下物性：孔容0.3～0.5cm³/g，平均孔径4～10nm，比表面积100～200m²/g；