金属丝网负载金属粒子催化剂在山梨醇选择性氢解合成乙二醇和丙二醇反应中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种金属丝网负载金属粒子催化剂在山梨醇选择性氢解合成乙二醇和丙二醇反应中的应用；所述的金属丝网负载金属粒子催化剂通过包括如下步骤的制备方法制得：(1)称取相应质量的金属前驱体，然后用25‑28％的氨水溶解配成浸渍液；(2)去除金属丝网表面油污和氧化层，处理好后，将其浸没于去离子水中备用；(3)将金属丝网浸没于浸渍液中，浸渍液处于剧烈搅拌状态，然后对其施加间歇式微波处理；(4)将步骤(3)负载后的金属丝网用去离子水清洗，阴干后在惰性气氛下于200‑500℃焙烧1‑5小时，得到金属丝网负载金属粒子催化剂。本发明专利技术的催化剂在应用过程中稳定性好，且转化率和选择性表现优秀。

【技术实现步骤摘要】
金属丝网负载金属粒子催化剂在山梨醇选择性氢解合成乙二醇和丙二醇反应中的应用
本专利技术具体涉及一种金属丝网负载金属粒子催化剂在山梨醇选择性氢解合成乙二醇和丙二醇反应中的应用。
技术介绍
乙二醇和丙二醇是石油烯烃工业生产中的重要大宗化学品，这两种重要的醇类物质目前是通过石油衍生的乙烯和丙烯的多步反应制备的。随着生物炼制行业的发展,其作为生物基平台化合物在未来可以获得更为广泛的应用。乙二醇主要用于合成聚对苯二甲酸乙二醇酯，广泛应用于涤纶纤维、薄膜、包装材料、工程塑料等领域。乙二醇也被用于制备二乙二醇二硝酸酯炸药、增塑剂、吸湿剂等产品。丙二醇可用作不饱和聚酯树脂的原料，在化妆品、牙膏和香皂中可与甘油等配合用作润湿剂。在染发剂中用作调湿、匀发剂，也用作防冻剂，还用于玻璃纸、增塑剂和制药工业。通过石油中的烯烃制备乙二醇和丙二醇的传统方法一直面临着效率低、能耗高、副产物难分离等难题。山梨醇和木糖醇等多元醇是可再生生物质转化合成液体燃料和化学品的重要平台分子,其中,可通过选择氢解反应一步制备乙二醇和丙二醇等重要化工原料,有望代替从乙烯和丙烯制备二元醇的传统石油化工工艺.目前的研究结果中，有以固体碱La(OH)3为助剂，分步浸渍法合成了1％Pd-3％Cu/ZrO2、1％Pt-3％Cu/ZrO2和1％Ru-3％Cu/ZrO2双金属催化剂；有以固体碱MgO为载体,分别负载Ni,Co和Cu等金属制备出Ni-MgO,Co-MgO和Cu-MgO等双功能催化剂。这些催化剂都存在着选择性的技术难题。
技术实现思路
r>本专利技术要解决的技术问题是提供一种金属丝网负载金属粒子催化剂在山梨醇选择性氢解合成乙二醇和丙二醇反应中的应用。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种金属丝网负载金属粒子催化剂在山梨醇选择性氢解合成乙二醇和丙二醇反应中的应用；所述的金属丝网负载金属粒子催化剂通过包括如下步骤的制备方法制得：(1)金属浸渍液的配制：称取相应质量的金属前驱体，然后用25-28％的氨水溶解配成浸渍液；所述的金属前驱体选自PdCl2、PtCl4、NiCl2·6H2O、RuCl3·3H2O中的至少一种；(2)金属丝网的前处理：去除金属丝网表面油污和氧化层，处理好后，将其浸没于去离子水中备用；所述金属丝的材质是铜或者铜和锌、铁、锡、镍中的一种或者两种以上的合金；(3)负载：将金属丝网浸没于浸渍液中，浸渍液处于剧烈搅拌状态，然后对其施加间歇式微波处理，微波发射方向垂直于金属丝网，所述的间歇式微波处理具体为：先设置微波频率3-30GHZ，每次处理持续时间为1-10S，间隔1-10min，处理次数为2-10次；然后调整微波频率为30GHz至300GHz，每次处理持续时间为10-20s，间隔1-10min，处理次数为2-10次；(4)催化剂的后处理：将步骤(3)负载后的金属丝网用去离子水清洗，阴干后在惰性气氛下于200-500℃焙烧1-5小时，得到金属丝网负载金属粒子催化剂。本专利技术步骤(1)中，控制所述浸渍液的pH＝7-9，其中金属含量为0.01-0.04g/ml。本专利技术步骤(2)中，所述的金属丝网是由金属丝编织而成的网，作为优选，所用的金属丝直径尺寸在0.01-1mm，编织的金属丝网的筛孔尺寸为0.5-100um。本专利技术对于金属丝网的筛孔形状没有特别要求，其可为长圆筛孔、方形筛孔、圆形筛孔等。本领域步骤(2)中，需要对金属丝网进行预处理以去除其表面的油污和氧化层，本领域技术人员可根据实际情况和常规操作方法来确定合适的预处理步骤。作为优选，可先在无水乙醇中超声以除去表面油污，然后在稀盐酸中浸泡以除去表面的氧化层。进一步优选步骤(2)的具体操作为：将金属丝网放入无水乙醇中在25-30℃下超声处理30-40min以去除表面油污，然后放入去离子水中进行超声处理以除去乙醇；再放入1-3mol/L稀盐酸中在25-30℃下超声处理30-40min以去除表面氧化物，最后加入去离子水中超声处理以去除酸。本专利技术步骤(3)中，所述的浸渍液被置于微波加热器中，进行间歇式微波处理。作为优选，微波处理时的功率为300-400w，温度为100-150℃，搅拌速率为5000-6000rpm，搅拌雷诺数Re＝800-1500。本专利技术步骤(4)中，所述的惰性气氛优选为氮气或氩气气氛。本专利技术步骤(4)中，所述的“将步骤(3)负载后的金属丝网用去离子水清洗”是待金属丝网温度降至常温后，迅速转移至去离子水中，静置0.5-5h。本专利技术制得的金属丝网负载金属粒子催化剂，其由金属丝网和负载在金属丝网上的纳米金属粒子组成。负载的纳米金属粒子的尺寸在1-50nm之间，其在催化剂中的质量含量为万分之0.5-50。本专利技术所述金属丝网负载金属粒子催化剂在山梨醇选择性氢解合成乙二醇和丙二醇反应中的应用，具体应用步骤为：向反应釜中加入山梨醇水溶液和催化剂，然后用流动的氢气多次冲洗以去除空气并加压到所需的压力，在反应釜中加热搅拌反应，生成乙二醇和丙二醇。作为优选，山梨醇水溶液浓度为10-20wt％，用氢气加压到0.5-2.0MPa，反应温度为200-300℃，转速不低于1000r/min。作为优选，每处理20ml山梨醇水溶液，加入0.2-0.5g催化剂。与现有技术相比，本专利技术提供的金属丝网负载金属粒子催化剂在山梨醇选择性氢解合成乙二醇和丙二醇反应中的应用，该催化剂有别于常规颗粒、粉末状载体负载的金属催化剂，简化了催化剂分离过程，可高效应用于连续化生产工艺，对于催化合成乙二醇和丙二醇具有高选择性和转化率，生产效率也大幅提高。具体而言，本专利技术具有以下优点：1)催化剂制备方法简单，操作容易，对环境污染小。2)金属粒子分布均匀且分散度高。3)催化剂在应用过程中稳定性好，且转化率和选择性表现优秀。4)催化剂以铜网为载体，避免了反应过程中活性炭粉末化导致贵金属流失以及反应后分离过程中的催化剂分离难题。具体实施方法下面通过具体的实施例来详细说明本专利技术中列出的实施方案，但本专利技术的保护范围并不仅限于以下实施例。实施例1称取0.847gPdCl2，用浓度为23-28％的氨水溶解后定容成50ml钯氨溶液。将铜网(金属丝直径0.05mm，金属丝网的筛孔尺寸为0.5um)放入无水乙醇中在25℃下超声处理30min，之后放在去离子水中在25℃下超声处理60min，之后放在1mol/L的稀盐酸中在25℃下超声处理30min，再放在去离子水中在25℃下超声处理60min，放在去离子水中备用。将铜网放入钯氨溶液里然后放入微波炉中，微波功率为300w，温度调整为100℃，搅拌速度为5000rpm，搅拌雷诺数调整为800。微波发射方向垂直于金属铜网。设置微波频率3-30GHZ，持续时间为1S，间隔1min，处理次数为2次。然后调整微波频率为30GHz至300GHz，持续时间为10s，间隔1min，处理2次。处理完成后，待金属丝网温度降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属丝网负载金属粒子催化剂在山梨醇选择性氢解合成乙二醇和丙二醇反应中的应用；/n所述的金属丝网负载金属粒子催化剂通过包括如下步骤的制备方法制得：/n(1)金属浸渍液的配制：称取相应质量的金属前驱体，然后用25-28％的氨水溶解配成浸渍液；所述的金属前驱体选自PdCl

【技术特征摘要】
1.一种金属丝网负载金属粒子催化剂在山梨醇选择性氢解合成乙二醇和丙二醇反应中的应用；
所述的金属丝网负载金属粒子催化剂通过包括如下步骤的制备方法制得：
(1)金属浸渍液的配制：称取相应质量的金属前驱体，然后用25-28％的氨水溶解配成浸渍液；所述的金属前驱体选自PdCl2、PtCl4、NiCl2·6H2O、RuCl3·3H2O中的至少一种；
(2)金属丝网的前处理：去除金属丝网表面油污和氧化层，处理好后，将其浸没于去离子水中备用；所述金属丝的材质是铜或者铜和锌、铁、锡、镍中的一种或者两种以上的合金；
(3)负载：将金属丝网浸没于浸渍液中，浸渍液处于剧烈搅拌状态，然后对其施加间歇式微波处理，微波发射方向垂直于金属丝网，所述的间歇式微波处理具体为：先设置微波频率3-30GHZ，每次处理持续时间为1-10S，间隔1-10min，处理次数为2-10次；然后调整微波频率为30GHz至300GHz，每次处理持续时间为10-20s，间隔1-10min，处理次数为2-10次；
(4)催化剂的后处理：将步骤(3)负载后的金属丝网用去离子水清洗，阴干后在惰性气氛下于200-500℃焙烧1-5小时，得到金属丝网负载金属粒子催化剂。


2.如权利要求1所述的应用，其特征在于：具体应用步骤为：向反应釜中加入山梨醇水溶液和催化剂，然后用流动的氢气多次冲洗以去除空气并加压...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢春山，李振，李国伟，聂娟娟，周烨彬，李小年，丰枫，张群峰，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33