一种糠醛加氢制糠醇的方法

本发明属于催化加氢，具体涉及一种糠醛加氢制糠醇的方法。

背景技术：

1、糠醇是一种重要的有机化工原料和精细化工原料，通常经过糠醛的深加工而制得。因其具有优良的化学性能、抗机械能力以及热稳定性能，被广泛应用于呋喃树脂(如呋喃酚醛树脂)以及增塑剂的生产，以糠醇为原料合成的增塑剂在耐寒性能方面表现出极大的优异，同时，糠醇也被广泛应用于合成纤维、橡胶、农药等多个领域。随着制造业的不断发展，糠醇的市场需求也会进一步扩大，我国是世界上最大的糠醛生产和出口国，我们应该充分利用可再生资源，不仅可以提高经济效益，而且可以缓解能源危机的问题。因此迫切需要研发出高效且环保的催化剂用于催化糠醛选择性加氢制糠醇。

2、糠醛制备糠醇的方法中，康尼扎罗法主副产物各占一半，消耗溶剂较多，分离麻烦，所以工业上多以常压法和高压法为主，这两种方法需要在较高的温度或压力下才能得以反应，因此急需研发出高效环保的催化剂来促进糠醇的生产。

3、有专利公开了一种含有贵金属pt的cu-cr催化剂，该系列催化剂虽然有较好的催化活性，但所需反应条件苛刻且污染环境。

4、因此，发明一种催化反应条件温和、高效环保的催化剂用于催化糠醛加氢具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种糠醛加氢制糠醇的方法，以解决背景技术中提出的目前糠醛制备糠醇需要在较高的温度或压力下才能得以反应的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种糠醛加氢制糠醇的方法，包括使用了一种含铂杂化纳米结构催化剂，在反应溶剂以及一定的氢气压力和反应温度条件下，催化糠醛选择性加氢制备得到糠醇；所述含铂杂化纳米结构催化剂为pt/@-feox/sba-15催化剂；

3、含铂杂化纳米结构催化剂的制备方法包括：先以沉淀法将feox膜层涂覆在sba-15分子筛上，经洗涤过滤、干燥、煅烧后，得到复合载体feox/sba-15，再采用光化学还原法将pt纳米颗粒锚定在复合载体feox/sba-15上，得到含铂杂化纳米结构催化剂。

4、在一种具体的实施方式中，所述pt/@-feox/sba-15催化剂中pt的质量含量为0.5～2％；所述复合载体feox/sba-15中feox的质量含量为5～20％。

5、在一种具体的实施方式中，所述pt/@-feox/sba-15催化剂中pt的质量含量为1.5～2％；所述复合载体feox/sba-15中feox的质量含量为10～15％。

6、在一种具体的实施方式中，所述氢气压力为0.6～1mpa，所述反应温度为40～60℃，催化糠醛选择性加氢制备得到糠醇的反应时间为60～100min。

7、在一种具体的实施方式中，所述选择性加氢制备得到糠醇的反应中使用异丙醇或乙醇作为反应溶剂，优选使用异丙醇作为反应溶剂。

8、在一种具体的实施方式中，所述含铂杂化纳米结构催化剂的制备方法包括如下具体步骤：

9、步骤1、将铁盐溶于去离子水中，并加入一定量的sba-15搅拌均匀；

10、步骤2、超声搅拌均匀后，加入碱溶液调节ph值为8～9，并在50～70℃搅拌30～90min，后静置2～3h；

11、步骤3、将步骤2得到的混合液洗涤过滤、干燥、煅烧，得到所述复合载体feox/sba-15；

12、步骤4、将步骤3制备得到的复合载体feox/sba-15溶解于去离子水中，加入适量无水甲醇，超声分散均匀后，加入h2ptcl6溶液，继续超声震荡，然后置于紫外灯下，常温搅拌过夜，所得溶液经过滤、洗涤、真空干燥后得到所述pt/@-feox/sba-15催化剂。

13、在一种具体的实施方式中，步骤1中所述铁盐为九水合硝酸铁；步骤2中所述碱溶液为碳酸钠溶液，且碳酸钠溶液的浓度为0.2～0.4mol/l。

14、在一种具体的实施方式中，步骤3中的干燥温度为80～100℃；煅烧温度为400～500℃，煅烧时间为3～4h。

15、在一种具体的实施方式中，步骤4中超声震荡时间为30～60min；步骤4中的真空干燥是在真空70～90℃中干燥12h以上。

16、相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：

17、1、本发明提供的催化剂用于催化糠醛选择性加氢制备糠醇时表现出优越的催化活性，在温和的反应条件下，糠醛的转化率和选择性均可以达到100％。且本发明使用的pt/@-feox/sba-15催化剂制备过程简单，制备周期较短，pt分散性好。

18、2、本发明提供了一种新颖的杂化纳米结构催化剂，采用了具有大比表面积以及有序规则孔道的载体sba-15，再将氧化物半导体膜层以单层的形式涂覆在载体表面，利用pt纳米颗粒与feox半导体膜层的协同作用，产生强的界面电子效应，从而极大地提高催化性能。

19、3、本发明中催化剂制备过程简单，采用光化学还原法将pt锚定在具有半导体膜层的分子筛的过程中，仅需在低强度uv照射下，常温搅拌，再经过真空干燥即可将ptδ+还原为pt0，所得催化剂pt分散性好。

20、本发明所用催化剂为金属pt纳米颗粒与2d非晶态的半导体金属氧化物feox构筑成pt杂化纳米结构催化剂。

21、金属pt纳米颗粒与2d非晶态的半导体金属氧化物组装在大比表面载体上构筑成pt杂化纳米结构催化剂，表现出金属pt纳米颗粒与2d非晶态的半导体金属氧化物的协同催化作用；金属pt纳米颗粒与2d非晶态的半导体金属氧化物界面处的强电子效应。

22、按自发单层分散原理控制金属氧化物载量以单层或多层(最好是单层的)使其在大比表面载体上形成2d非晶态的半导体金属氧化物膜层(xrd证实是非晶态的，不是晶体的)。即相当于在大比表面载体上(例如sba-15)涂覆一层金属氧化物“胶”，结果表明稳定性好。

23、本发明所用催化剂表现出超高活性的催化性能；温和条件可高效催化糠醛选择加氢制糠醇。

24、本发明所用催化剂可低载量、高活性、高选择性催化选择加氢反应。

25、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种糠醛加氢制糠醇的方法，其特征在于，包括使用了一种含铂杂化纳米结构催化剂，在反应溶剂以及一定的氢气压力和反应温度条件下，催化糠醛选择性加氢制备得到糠醇；所述含铂杂化纳米结构催化剂为pt/@-feox/sba-15催化剂；

2.根据权利要求1所述的糠醛加氢制糠醇的方法，其特征在于，所述pt/@-feox/sba-15催化剂中pt的质量含量为0.5～2％；所述复合载体feox/sba-15中feox的质量含量为5～20％。

3.根据权利要求2所述的糠醛加氢制糠醇的方法，其特征在于，所述pt/@-feox/sba-15催化剂中pt的质量含量为1.5～2％；所述复合载体feox/sba-15中feox的质量含量为10～15％。

4.根据权利要求1所述的糠醛加氢制糠醇的方法，其特征在于，所述氢气压力为0.6～1mpa，所述反应温度为40～60℃，催化糠醛选择性加氢制备得到糠醇的反应时间为60～100min。

5.根据权利要求1所述的糠醛加氢制糠醇的方法，其特征在于，所述选择性加氢制备得到糠醇的反应中使用异丙醇或乙醇作为反应溶剂，优选使用异丙醇作为反应溶剂。

6.根据权利要求1所述的糠醛加氢制糠醇的方法，其特征在于，所述含铂杂化纳米结构催化剂的制备方法包括如下具体步骤：

7.根据权利要求6所述的糠醛加氢制糠醇的方法，其特征在于，步骤1中所述铁盐为九水合硝酸铁；步骤2中所述碱溶液为碳酸钠溶液，且碳酸钠溶液的浓度为0.2～0.4mol/l。

8.根据权利要求6所述的糠醛加氢制糠醇的方法，其特征在于，步骤3中的干燥温度为80～100℃；煅烧温度为400～500℃，煅烧时间为3～4h。

9.根据权利要求6所述的糠醛加氢制糠醇的方法，其特征在于，步骤4中超声震荡时间为30～60min；步骤4中的真空干燥是在真空70～90℃中干燥12h以上。

技术总结
一种糠醛加氢制糠醇的方法，包括使用了一种含铂杂化纳米结构催化剂，在反应溶剂以及一定的氢气压力和反应温度条件下，催化糠醛选择性加氢制备得到糠醇；所述含铂杂化纳米结构催化剂为Pt/@‑FeO<subgt;x</subgt;/SBA‑15催化剂；含铂杂化纳米结构催化剂的制备方法包括：先以沉淀法将FeO<subgt;x</subgt;膜层涂覆在SBA‑15分子筛上，经洗涤过滤、干燥、煅烧后，得到复合载体FeO<subgt;x</subgt;/SBA‑15，再采用光化学还原法将Pt纳米颗粒锚定在复合载体FeO<subgt;x</subgt;/SBA‑15上，得到含铂杂化纳米结构催化剂。本发明的催化剂用于催化糠醛选择性加氢制备糠醇时表现出优越的催化活性，在温和的反应条件下，糠醛的转化率和选择性均可以达到100％。

技术研发人员：周继承,贾文婷,陈盼,陈荫荫,张朝杰
受保护的技术使用者：湘潭大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11