[发明专利]一种加氢催化剂及其在催化糠醛加氢制备环戊酮或糠醇中的应用

说明书

本发明公开了一种加氢催化剂及其在催化糠醛加氢制备环戊酮或糠醇中的应用，属于生物质转化精细化工技术领域；所述加氢催化剂为焦磷酸锶和磷化二镍组成的复合物；本发明以价廉稳定无毒的焦磷酸锶和磷化二镍形成的复合催化剂催化糠醛加氢反应，通过将溶剂在水与醇之间进行切换，即可制备得到环戊酮或糠醇；且该反应在常压下即可进行，反应条件温和；同时，环戊酮和糠醇的产率可达90％以上，由此实现了借由价廉稳定无毒催化剂，在绿色温和安全反应条件下进行糠醛高效转化的新工艺，通过简单切换溶剂就可以采用同套生产装置或生产线实现由糠醛高效生产环戊酮或糠醛，适于规模化生产，具有显著的经济及环保效益。

技术领域

本发明属于生物质转化精细化工技术领域，具体涉及一种加氢催化剂及其在催化糠醛加氢制备环戊酮或糠醇中的应用。

背景技术

当今化工生产大多依赖石油、天然气、煤炭等化石资源，而这类资源的耗竭及炼化使用这类资源所导致环境污染、温室效应等危害性问题正日益加剧。面对这些问题，以可再生的植物性生物质资源如纤维素、纤维素和木质素酸解出乙酰丙酸、糠醛等平台分子，再通过这些平台分子构建化工生产网络制备其它精细化学品成为了主要的替代解决方式之一。

在这些化工转化网络中，以糠醛为平台分子可转化出诸如糠醇、环戊酮、呋喃醇等多种重要的化学品，在溶剂、聚合物、生物质油料、医药中间体等生产领域具有重要的潜在应用价值，因此近年来就这些反应进行的研究方兴未艾。目前在此领域虽已有很多研究报道，但如下一些工艺瓶颈问题始终阻碍着这些反应的规模化或工业化应用进程，包括：1)目前研究主要集中在贵金属催化剂方面，其成本高昂难以实用化推广；2)反应需要高温高压，特别是进行加氢转化氢气压力通常要维持在2.0MPa以上，操作不易且安全隐患大；3)一些反应对溶剂有特殊要求，特别是以绿色溶剂水或简单醇类为溶剂时反应效率还不理想。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种加氢催化剂及其在催化糠醛加氢制备环戊酮或糠醇中的应用。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明的技术方案之一：一种加氢催化剂，所述加氢催化剂为焦磷酸锶和磷化二镍组成的复合物。

进一步地，所述复合物中锶与镍的摩尔比为(0.15～0.65)∶1，优选为0.45∶1。

本发明的技术方案之二：上述加氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：将锶源与镍源溶于水中，之后加入磷酸氢二铵水溶液，对得到的沉淀以氢气进行还原热处理即得所述加氢催化剂。

进一步地，所述锶源为硝酸锶，所述镍源为硝酸镍，所述锶源与镍源中，Sr与Ni的摩尔比为(0.15～0.65)∶1；所述还原热处理的温度为600℃。

本发明的技术方案之三：上述加氢催化剂在催化糠醛加氢制备环戊酮或糠醇中的应用。

本发明的技术方案之四：一种催化糠醛加氢制备环戊酮的方法，包括以下步骤：将上述加氢催化剂加入糠醛的水溶液中，在氢气氛围下，加热反应即得环戊酮。

进一步地，所述反应在常压下进行，所述糠醛的水溶液的浓度为0.05～0.6mol/L，优选为0.1mol/L；所述加氢催化剂与糠醛的水溶液的质量体积比为(5～15)mg∶2mL，优选为5mg∶1mL；所述加热至120～180℃，优选为150℃，所述反应时间为3～6h，优选为4h。

本发明的技术方案之五：一种催化糠醛加氢制备糠醇的方法，包括以下步骤：将上述加氢催化剂加入糠醛的醇溶液中，在氢气氛围下，加热反应即得糠醇。

进一步地，所述反应在常压下进行，所述糠醛的醇溶液中采用的醇溶剂为总碳原子数小于3的直链醇或支链醇，优选为异丙醇，所述糠醛的醇溶液的浓度为0.05～0.6mol/L，优选为0.2mol/L。