一种苯乙酮加氢制苯乙醇的催化剂及其制备和应用方法
文献发布时间:2023-06-19 09:33:52
技术领域
本发明属于苯乙醇生产技术领域;涉及一种苯乙酮加氢制苯乙醇的催化剂及其制备和应用方法;更具体地说,涉及一种用于催化苯乙酮加氢制备α-苯乙醇的非均相成型SiO
背景技术
α-苯乙醇是一种重要的化工中间体,在医药合成、香料制造及食品添加剂等领域有着广泛的应用。α-苯乙醇的合成方法有微生物发酵法与有机合成法。微生物发酵法一般以L-苯丙氨酸、氟苯丙氨酸为原料,通过微生物发酵制取α-苯乙醇。该方法所采用的原料价格昂贵,生产成本高,不适宜大规模生产。目前,工业上主要采用苯乙酮作为原料,通过加氢反应来大规模合成α-苯乙醇。
苯乙酮加氢反应存在多个副反应,开发兼具高活性和高选择性的非均相催化剂是研究的重点。苯乙酮加氢采用的催化剂主要有Pt、Pd、Rh等贵金属催化剂,以及Ni、Cu等非贵金属催化剂。其中,贵金属催化剂和Ni催化剂分别具有价格高、α-苯乙醇选择性差等缺点。与他们相比,Cu催化剂用于苯乙酮加氢反应具有活性和选择性高、成本低等优势。
Lin等[Appl Catal A,1994,113,59–73]考察了Pt/SiO
CN109482192A采用共沉淀法制备了CuZnBi催化剂,对其进行了成型和二次焙烧。用于催化苯乙酮加氢反应,在70℃、2.5MPa、氢酮摩尔比15:1和液时空速0.4h
目前,用于苯乙酮加氢制备α-苯乙醇反应的Cu系催化剂,往往需要较高的Cu含量从而提高活性,增加苯乙酮转化率;同时需要加入多种助剂来提高其生成α-苯乙醇的选择性。因此,如何制备得到具有高分散度的负载型Cu催化剂、减少其用量(降低成本)、减少助催化剂的使用,获得高活性、高选择性的苯乙酮加氢催化剂,对于苯乙酮加氢制备α-苯乙醇反应的产业化具有重大的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种非均相成型SiO
根据本发明的第一方面,提供了一种非均相成型SiO
根据本发明的第二方面,提供了一种前述催化剂的制备方法,包括:
按照配方,分别配制可溶性铜盐和锌盐的水溶液以及均苯三甲酸的乙醇溶液,二者混合得到悬浮液;
将成型SiO
离心分离后干燥,在惰性气氛中200~600℃焙烧1~10小时。
根据本发明所述的制备方法,其中,所述的铜盐为硝酸铜、硫酸铜、氯化铜或乙酸铜,优选硝酸铜。
根据本发明所述的制备方法,其中,所述的铜盐浓度为0.01~0.09g/ml。
根据本发明所述的制备方法,其中,所述的锌盐为硝酸锌、硫酸锌、氯化锌或乙酸锌,优选硝酸锌。
根据本发明所述的制备方法,其中,所述的成型SiO
根据本发明所述的制备方法,其中,均苯三甲酸:Cu的物质的量比例为1:1~5。
根据本发明所述的制备方法,其中,均苯三甲酸浓度为0.01~0.05g/ml。
根据本发明的第三方面,提供了一种前述催化剂的应用方法,其特征在于,在苯乙酮加氢制备α-苯乙醇中用作催化剂。
根据本发明所述的应用方法,其中,反应原料为苯乙酮的乙苯溶液,苯乙酮浓度为5~20wt%;反应条件如下:氢酮摩尔比5~15:1;液时空速0.1~0.8g(苯乙酮)〃g(催化剂)
本发明的有益效果是:相对于原有的苯乙酮催化加氢制α-苯乙醇的方法,本发明制得的非均相成型SiO
(1)本发明中的CuZn@C/SiO
(2)本发明中的CuZn@C/SiO
(3)本发明中的CuZn@C/SiO
具体实施方式
下面结合实施例,进一步说明本发明,并不限定本发明的应用。除非另有说明,实施例中的百分数一律是质量百分数。
制备实施例1
(1)称取2.18g(9mmol,含Cu 0.58g)Cu(NO
(2)称取均苯三甲酸(H
(3)称取6g 40~60目成型SiO
(4)将步骤(1)、(2)所得溶液混合,得到悬浮液,并将成型SiO
(5)将步骤(4)所得混合物转移到内衬聚四氟乙烯的晶化釜内,在150℃反应6小时;
(6)将反应混合物由晶化釜中取出,离心分离,并用去离子水洗涤所得固体,然后在80℃下干燥12小时;
(7)将步骤(6)得到的固体放入管式炉中,在N
应用实施例1
将制备实施例1中制得的CuZn@C/SiO
在内径20mm的不锈钢管式反应器内装入20ml催化剂,反应原料为苯乙酮的乙苯溶液,苯乙酮浓度为10wt%,反应条件如下:氢酮摩尔比10:1,液时空速0.4g(苯乙酮)〃g(催化剂)
制备实施例2~4
与制备实施例1的制备方法相同,只是改变步骤(1)中含Cu前体化合物及用量为1.44g硫酸铜、1.21g氯化铜和1.80g一水合乙酸铜,分别制得各自所需的本发明的CuZn@C/SiO
应用实施例2~4
将应用实施例2~4中制得的CuZn@C/SiO
反应结果见表1。
应理解,本发明的具体实施方式仅用于阐释本发明的精神和原则,而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明的内容之后,本领域技术人员可以对本发明的技术方案作出各种改动、替换、删减、修正或调整,这些等价技术方案同样落于本发明权利要求书所限定的范围。
- 一种苯乙酮加氢制苯乙醇的催化剂及其制备和应用方法
- 苯乙酮加氢制α-苯乙醇的催化剂制备方法及应用