本发明涉及多相催化反应，尤其涉及一种非均相过渡金属加氢催化剂及其制备方法以及催化合成生物基1,2-戊二醇的方法。
背景技术：
1、1,2-戊二醇是一种备受关注的多用途二醇化学品，它是合成广谱杀菌剂丙环唑的重要原料，同时可以作为保湿剂、柔软剂和增稠剂应用于化妆品和个人护理产品中。另外，作为一种小分子直链二醇，1,2-戊二醇通过与二羧酸反应可以生成多功能性的聚酯树脂，这种聚酯树脂具有优良的机械和耐热性能，广泛应用于塑料制品、纤维和涂料等各个领域。此外，1,2-戊二醇在消毒剂、表面活性剂、印刷油墨和药品等多种工业生产领域也具有广泛应用。
2、目前，1,2-戊二醇的制备方法主要包括正戊烯法、正戊酸法、正戊醇法等石化工艺路线，然而这些工艺存在生产过程复杂、腐蚀反应设备、产品不易分离、环境污染严重等问题。因此，开发不依赖石化资源、环境友好的1,2-戊二醇制备方法具有重要意义。
3、生物质具有储量巨大、价格低廉、可再生周期短等优点，是替代化石资源制取化学品的可靠来源。由典型生物质——半纤维素水解得到的糠醛及其氢化衍生物糠醇是大规模工业化生产的生物质平台分子，以糠醛/糠醇为原料合成生物基1,2-戊二醇可实现糠醛产业链的高值化延伸，具有显著的经济效益和环保优势。以糠醛/糠醇为原料制备1,2-戊二醇的技术关键在于反应所使用的催化体系。目前，报道较多的催化体系是负载在碱性载体上的cu基催化剂，但是，这种催化剂存在催化剂活性低、目标产物选择性差、催化剂不稳定的问题，限制了生物基1,2-戊二醇的工业化生产与实际应用。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种非均相过渡金属加氢催化剂及其制备方法以及催化合成生物基1,2-戊二醇的方法。本发明提供的非均相过渡金属加氢催化剂催化活性好，稳定性好，选择性高，具有显著的工业化前景。
2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
3、一种非均相过渡金属加氢催化剂，包括载体、活性组分和助剂，所述活性组分和助剂负载在所述载体上；所述载体为氧化镁，所述活性组分为金属铂，所述助剂为金属钇。
4、优选的，所述非均相过渡金属加氢催化剂中金属铂的负载量为1~10 wt%，金属钇的负载量为1~10 wt%。
5、本发明还提供了上述方案所述非均相过渡金属加氢催化剂的制备方法，包括以下步骤：
6、将铂前驱体、钇前驱体溶解于水中，得到浸渍液；
7、将氧化镁载体在所述浸渍液中进行浸渍后干燥，得到催化剂前驱体；
8、将所述催化剂前驱体进行还原活化，得到所述非均相过渡金属加氢催化剂。
9、优选的，所述铂前驱体包括氯铂酸、硝酸铂、二氯化铂和氯铂酸铵中的一种或多种；所述钇前驱体为硝酸钇；
10、所述浸渍的时间为2~24 h。
11、优选的，所述还原活化的温度为200~600 °c，时间为1~6 h，升温至所述还原活化的温度的升温速率为5~20 °c /min；所述还原活化的气氛为氢气-氩气混合气，所述氢气-氩气混合气中氢气的体积分数为5~30%。
12、本发明还提供了上述方案所述的非均相过渡金属加氢催化剂或上述方案所述制备方法制备的非均相过渡金属加氢催化剂在催化合成生物基1,2-戊二醇中的应用；所述催化合成生物基1,2-戊二醇包括糠醛加氢选择性制备1,2-戊二醇，或糠醇氢解选择性制备1,2-戊二醇。
13、本发明还提供了一种催化合成生物基1,2-戊二醇的方法，包括以下步骤：
14、将底物、溶剂以及催化剂混合，在氢气条件下进行反应，得到所述生物基1,2-戊二醇；所述底物为糠醛和/或糠醇；所述催化剂为上述方案所述的非均相过渡金属加氢催化剂或上述方案所述制备方法制备的非均相过渡金属加氢催化剂。
15、优选的，所述溶剂包括水、醇类溶剂和二氧六环中的一种或多种；所述混合所得混合物中底物的浓度为25~250 g/l，所述催化剂的质量为底物质量的5~30%。
16、优选的，所述反应的温度为140~280 °c，氢气压力为1~10 mpa，反应时间为2~36h。
17、优选的，所述反应结束后，还包括将所得反应液过滤，得到滤饼和滤液；将所述滤饼冲洗后得到回收催化剂，将所述滤液减压蒸馏，得到生物基1,2-戊二醇。
18、本发明提供了一种非均相过渡金属加氢催化剂，包括载体、活性组分和助剂，所述活性组分和助剂负载在所述载体上；所述载体为氧化镁，所述活性组分为金属铂，所述助剂为金属钇。本发明通过金属铂、金属钇以及氧化镁载体的协同效应，在保证催化活性的同时显著提高催化剂的选择性和稳定性；并且，本发明提供的非均相过渡金属加氢催化剂合成方便、重复套用性能好，易于工业化放大与应用。
19、本发明还提供了上述方案所述非均相过渡金属加氢催化剂的制备方法，本发明提供的制备方法步骤简单，容易实现。
20、本发明还提供了一种催化合成生物基1,2-戊二醇的方法，包括以下步骤：将底物、溶剂以及催化剂混合，在氢气条件下进行反应，得到所述生物基1,2-戊二醇；所述底物为糠醛和/或糠醇；所述催化剂为上述方案所述的非均相过渡金属加氢催化剂。采用本发明的非均相过渡金属加氢催化剂，以糠醇或糠醛为原料，均可以实现1,2-戊二醇的高选择性合成，并且工艺操作简单、绿色环保；进一步的，本发明的催化剂在高浓度底物中仍然能表现出较好的催化性能，具有显著的工业化前景。
1.一种非均相过渡金属加氢催化剂，其特征在于，包括载体、活性组分和助剂，所述活性组分和助剂负载在所述载体上；所述载体为氧化镁，所述活性组分为金属铂，所述助剂为金属钇。
2.根据权利要求1所述的非均相过渡金属加氢催化剂，其特征在于，所述非均相过渡金属加氢催化剂中金属铂的负载量为1~10wt%，金属钇的负载量为1~10wt%。
3.权利要求1或2所述非均相过渡金属加氢催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述铂前驱体包括氯铂酸、硝酸铂、二氯化铂和氯铂酸铵中的一种或多种；所述钇前驱体为硝酸钇；
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述还原活化的温度为200~600 °c，时间为1~6 h，升温至所述还原活化的温度的升温速率为5~20 °c /min；所述还原活化的气氛为氢气-氩气混合气，所述氢气-氩气混合气中氢气的体积分数为5~30%。
6.权利要求1或2所述的非均相过渡金属加氢催化剂或权利要求3~5任意一项所述制备方法制备的非均相过渡金属加氢催化剂在催化合成生物基1,2-戊二醇中的应用；所述催化合成生物基1,2-戊二醇包括糠醛加氢选择性制备1,2-戊二醇，或糠醇氢解选择性制备1,2-戊二醇。
7.一种催化合成生物基1,2-戊二醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述溶剂包括水、醇类溶剂和二氧六环中的一种或多种；所述混合所得混合物中底物的浓度为25~250 g/l，所述催化剂的质量为底物质量的5~30%。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述反应的温度为140~280 °c，氢气压力为1~10 mpa，反应时间为2~36 h。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述反应结束后，还包括将所得反应液过滤，得到滤饼和滤液；将所述滤饼冲洗后得到回收催化剂，将所述滤液减压蒸馏，得到生物基1,2-戊二醇。