一种钛硅分子筛封装纳米铜催化剂及其制备方法与应用与流程

文档序号:23657480发布日期:2021-01-15 13:54阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种钛硅分子筛封装纳米铜催化剂,包括分子筛载体、负载在分子筛载体上的活性组分和催化助剂,其特征在于,所述分子筛载体为ts-1;所述活性组分为金属铜;所述催化助剂为钠。

2.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述活性组分金属铜的质量百分比为0.5wt%~3wt%,其中一价铜占60%~80%,零价铜占20%~40%。

3.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于,所述催化助剂钠的质量百分比为0.05wt%~0.25wt%。

4.一种权利要求1-3任一权利要求所述催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将正硅酸乙酯与四丙基氢氧化铵混合均匀得到硅溶胶;将钛酸丁酯与异丙醇混合均匀后加入到所述硅溶胶中搅拌,加入去离子水搅拌生成钛-硅溶胶;将所述钛-硅溶胶在30~90摄氏度下进行搅拌、老化得到钛-硅凝胶;

(2)将三水合硝酸铜溶解于去离子水中,加入四乙烯基五胺,混合均匀得到铜络合物溶液;将铜络合物溶液加入到所述钛-硅凝胶中,得到含铜的钛-硅凝胶前驱体;

(3)将所得含铜的钛-硅凝胶前驱体装入反应釜中,在160~200摄氏度下晶化24~72小时,晶化结束后冷却至室温;将冷却后的产物离心后在60~100摄氏度下干燥2~12小时,再于550~600摄氏度下焙烧6~12小时得目标分子筛;

(4)将步骤(3)所得目标分子筛加入到0.5~1.5摩尔/升的硝酸钠溶液中,加热至80~90摄氏度进行离子交换,保持2~4小时后进行离心操作,取离心所得分子筛在60~100摄氏度下干燥2~12小时;将干燥后的分子筛置于氢气体积分数为5%的氢气/氮气混合气体中,于250~450摄氏度下还原1~4小时得到目标催化剂。

5.根据权利要求4所述的催化剂制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,四丙基氢氧化铵与正硅酸乙酯的摩尔比为0.1~2;异丙醇与钛酸丁酯的摩尔比为10~100。

6.根据权利要求4所述的催化剂制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,四乙烯基五胺与三水合硝酸铜的摩尔比为0.1~3。

7.一种权利要求1-3任一权利要求所述催化剂在糠醛选择性加氢制备糠醇反应中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述糠醛选择性加氢制备糠醇反应是在密闭高压反应釜中搅拌进行,反应物为糠醛,溶剂为乙醇或异丙醇,反应液浓度为0.05~0.5摩尔/升。

9.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述糠醛选择性加氢制备糠醇反应的反应温度为100~140摄氏度;反应时间为0.5~4小时。

10.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述糠醛选择性加氢制备糠醇反应的氢气压力为0.5~2兆帕。


技术总结
本发明提供一种钛硅分子筛晶体内封装铜金属纳米颗粒催化剂及其在糠醛选择性加氢制备糠醇反应中的应用,可实现在温和条件下,糠醛转化率高达99%以上,糠醇选择性高达98%以上。催化剂由钛硅分子筛载体和负载在载体上的活性组分和催化助剂组成,活性组分为铜纳米颗粒,催化助剂为钠。金属在载体上分散均匀,铜的价态以一价铜为主,占72%;助剂钠优化调节了一价铜比例和酸量,调节并提高了产物糠醇的选择性。所述反应体系简单,反应条件温和,催化剂与溶剂易分离易回收。本发明提供的负载铜纳米颗粒钛硅分子筛催化剂结构新颖,应用于糠醛选择性加氢制备糠醇反应具有较高的反应活性和选择性,在糠醛选择性加氢制备糠醇利用领域具有广阔的应用。

技术研发人员:谢林峰;罗文豪
受保护的技术使用者:昆山普瑞凯纳米技术有限公司
技术研发日:2020.10.15
技术公布日:2021.01.15
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