一种5-羟甲基糠醛脱羰催化剂的制备方法与流程

文档序号:15441688发布日期:2018-09-14 22:52阅读:217来源:国知局
本发明涉及一种催化剂的制备方法,特别是一种5-羟甲基糠醛脱羰催化剂的制备方法。
背景技术
:在生物质转化反应中,有一类重要的基元反应-脱羰反应,反应可以选择性地脱除分子中的羰基,从而可以选择性地获得相应的脱羰后小分子,。生物质中醛类通过脱羰反应制备化学品已有一些例子。例如工业上将能够将糠醛转化为呋喃,再加氧制备溶剂四氢呋喃。但是目前这些脱羰反应条件相对苛刻,因此这些方法很难运用于5-羟甲基糠醛(hmf)。因为hmf稳定性差,在高温条件下极容易生成胡敏素。德国leither小组实现了使用均相[ircl(cod)]2/pcy3催化剂催化转化hmf高效地脱羰得到糠醇。这不仅为hmf的脱羰转化提供了一条高效的途径,也实现了从六碳糖平台分子到五碳糖平台分子的转化,完善了生物质转化中纤维素和半纤维两条路线的链接。但是,除了均相反应自身的缺点之外,这个体系需要在高温和co2下才能取得较高的转化率和选择性。因此,从经济、绿色和工业化潜力等角度考虑,发展高效的固体催化剂在温和条件下实现脱羰反应对于丰富生物质基化学品有着重要的意义。cn103084168提供一种用于糠醛脱羰制呋喃的催化剂及其制备方法和应用。所述催化剂的活性组分是经微乳液法制备并负载到载体上,所制备的催化剂主活性组分pd的粒径小,分布窄,分散度好,其颗粒粒径小于10nm。cn104941634提供一种糠醛脱羰制呋喃用钯炭催化剂的制备方法,所述方法包括:活性组分的前驱化合物钯盐或钯盐与其它贵金属盐的混合盐与氨水混合形成钯氨络合物溶液,所述钯氨络合物溶液与助剂碱金属盐和载体活性炭混合浸渍,向其中加入还原剂对其化学还原后,经固液分离得到所述钯炭催化剂。cn101422738提供了一种高效糠醛脱羰制呋喃催化剂的制备,包括用以粒径为1-6mm的活性al2o3为载体,其中含有pd为0.25%-0.5%,是以0..25%-0.5%的ni和k来作为催化助剂。采用传统的浸渍的方法来制备的催化剂。以上专利技术均存在催化剂使用寿命较短,在催化剂表面上积累焦炭以后,催化剂很快失活的缺点,经常更换催化剂会影响生产效率,提高生产成本,分子筛,活性碳等载体反复使用易破碎,降低催化剂使用寿命,所以如何延长使用寿命已成为迫切需要解决的问题。技术实现要素:针对现有技术的不足,本发明提供了一种5-羟甲基糠醛脱羰催化剂的制备方法。本发明以具有微孔结构的胍基乙基纤维素为载体,通过液相沉降法负载硝酸钯,然后对其进行钼的负载,再经洗涤,干燥,焙烧,生成本专利产品。本发明提供了一种5-羟甲基糠醛脱羰催化剂的制备方法,通过以下步骤实现:将负载钯胍基乙基纤维素放入反应釜中,加入占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量1~5%的双三甲基硅基锑,占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量0.1-0.5%的3,5-二甲基吡唑-4-硼酸频那醇酯、占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量1000-5000%的甲醇、占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量0.004-0.008%的三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸)铕、加入占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量0.5~2%的份有机硅季铵盐改性水合三醋酸铽,温度100~120℃,反应1-5h,过滤,滤液循环使用,烘干,得到5-羟甲基糠醛脱羰催化剂。所述的负载钯胍基乙基纤维素的制备方法包括:将胍基乙基纤维素,在占胍基乙基纤维素质量百分含量为500~1000%乙醇溶剂中浸泡2~5h,加入占胍基乙基纤维素质量百分含量为0.5~5%的硝酸钯,占胍基乙基纤维素质量百分含量为5~10%的双氧水,占胍基乙基纤维素质量百分含量为0.05~0.5%的三氟丙基聚二甲基硅氧烷/peg-10交联聚合物,占胍基乙基纤维素质量百分含量为0.01~0.1%的四(乙基甲基胺基)钛,50~75℃反应10~20h,用乙醇清洗,烘干,得到负载钯胍基乙基纤维素。所述胍基乙基纤维素,四(乙基甲基胺基)钛,硝酸钯均为市售产品。所述三氟丙基聚二甲基硅氧烷/peg-10交联聚合物,有机硅季铵盐改性水合三醋酸铽为市售产品。该产品具有以下有益效果:本专利产品制备中三氟丙基聚二甲基硅氧烷/peg-10交联聚合物,四(乙基甲基胺基)钛对提高钯的稳定性非常有效,份有机硅季铵盐改性水合三醋酸铽提供了强酸的活性位,钼酸为催化剂提供了弱酸性的活性位,因而催化剂在长期操作后仍能保持较高的活性,抑制了积碳的形成,可以提高催化剂的使用寿命。具体实施方式以下实例仅仅是进一步说明本发明,并不是限制本发明保护的范围。实施例1:一种5-羟甲基糠醛脱羰催化剂的制备方法,通过以下步骤实现:将负载钯胍基乙基纤维素放入反应釜中,加入占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量3%的双三甲基硅基锑,占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量0.2%的3,5-二甲基吡唑-4-硼酸频那醇酯、占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量6000%的甲醇、占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量0.006%的三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸)铕、加入占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量1%的份有机硅季铵盐改性水合三醋酸铽,温度110℃,反应3h,过滤,滤液循环使用,烘干,得到5-羟甲基糠醛脱羰催化剂。所述的负载钯胍基乙基纤维素的制备方法包括:将胍基乙基纤维素,在占胍基乙基纤维素质量百分含量为700%乙醇溶剂中浸泡3h,加入占胍基乙基纤维素质量百分含量为1%的硝酸钯,占胍基乙基纤维素质量百分含量为7%的双氧水,占胍基乙基纤维素质量百分含量为0.1%的三氟丙基聚二甲基硅氧烷/peg-10交联聚合物,占胍基乙基纤维素质量百分含量为0.05%的四(乙基甲基胺基)钛,62℃反应15h,用乙醇清洗,烘干,得到负载钯胍基乙基纤维素。编号为m-1。实施例2一种5-羟甲基糠醛脱羰催化剂的制备方法,通过以下步骤实现:将负载钯胍基乙基纤维素放入反应釜中,加入占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量1%的双三甲基硅基锑,占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量0.1%的3,5-二甲基吡唑-4-硼酸频那醇酯、占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量1000%的甲醇、占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量0.004%的三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸)铕、加入占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量0.5%的份有机硅季铵盐改性水合三醋酸铽,温度100℃,反应1h,过滤,滤液循环使用,烘干,得到5-羟甲基糠醛脱羰催化剂。所述的负载钯胍基乙基纤维素的制备方法包括:将胍基乙基纤维素,在占胍基乙基纤维素质量百分含量为500%乙醇溶剂中浸泡2~5h,加入占胍基乙基纤维素质量百分含量为0.5%的硝酸钯,占胍基乙基纤维素质量百分含量为5%的双氧水,占胍基乙基纤维素质量百分含量为0.05%的三氟丙基聚二甲基硅氧烷/peg-10交联聚合物,占胍基乙基纤维素质量百分含量为0.01%的四(乙基甲基胺基)钛,50℃反应0h,用乙醇清洗,烘干,得到负载钯胍基乙基纤维素。编号为m-2。实施例3一种5-羟甲基糠醛脱羰催化剂的制备方法,通过以下步骤实现:将负载钯胍基乙基纤维素放入反应釜中,加入占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量5%的双三甲基硅基锑,占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量0.5%的3,5-二甲基吡唑-4-硼酸频那醇酯、占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量5000%的甲醇、占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量0.008%的三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸)铕、加入占负载钯胍基乙基纤维素质量百分比含量2%的份有机硅季铵盐改性水合三醋酸铽,温度120℃,反应5h,过滤,滤液循环使用,烘干,得到5-羟甲基糠醛脱羰催化剂。所述的负载钯胍基乙基纤维素的制备方法包括:将胍基乙基纤维素,在占胍基乙基纤维素质量百分含量为1000%乙醇溶剂中浸泡5h,加入占胍基乙基纤维素质量百分含量为5%的硝酸钯,占胍基乙基纤维素质量百分含量为10%的双氧水,占胍基乙基纤维素质量百分含量为0.5%的三氟丙基聚二甲基硅氧烷/peg-10交联聚合物,占胍基乙基纤维素质量百分含量为0.1%的四(乙基甲基胺基)钛,75℃反应20h,用乙醇清洗,烘干,得到负载钯胍基乙基纤维素。编号为m-3。对比例1不加入三氟丙基聚二甲基硅氧烷/peg-10交联聚合物,其它同实施例1。所得产品编号为m-4。对比例2不加入四(乙基甲基胺基)钛,其它同实施例1。所得产品编号为m-5。对比例3不加入3,5-二甲基吡唑-4-硼酸频那醇酯,其它同实施例,1。所得产品编号为m-6。对比例4不加入双三甲基硅基锑,其它同实施例1。所得产品编号为m-7。对比例5不加入甲醇,其它同实施例1。所得产品编号为m-8。对比例6不加入三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酸)铕,其它同实施例,1。所得产品编号为m-9。对比例7不加入有机硅季铵盐改性水合三醋酸铽,其它同实施例1。所得产品编号为m-10。对比例8使用钯炭催化剂作为对比,产品编号为m-11。实施例4.催化剂用于5-羟甲基糠醛脱羰反应的评价评定实验1l反应器分为四段,每段装填实施例中的沸石分子筛催化剂样品100ml,5-羟甲基糠醛在160℃气化,和氢气混合,从下而上穿越四段床层,从每段催化剂的床层下部分四段进入,在催化剂的作用下反应生成。反应温度300℃,5-羟甲基糠醛气体空速0.5/h,反应压力为为0.5mpa,5-羟甲基糠醛转化率对比见表1,转化率低于50%即为失活。使用寿命对比见表1。表1:不同工艺做出的试验样品使用寿命的比较编号使用寿命/天m143m240m345m434m537m635m733m836m938m1035m1136以上仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础,为解决基本相同的技术问题,实现基本相同的技术效果,所作出的简单变化、等同替换或者修饰等,皆涵盖于本发明的保护范围之中。当前第1页12
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