[发明专利]一种本体式铜基酯加氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂制备技术领域，具体涉及高分散、高活性本体式铜基加氢催化剂及其制备方法，该催化剂主要用于1，4-环己烷二甲酸二甲酯加氢制备1，4-环己烷二甲醇。

背景技术

1，4-环己二甲醇(CHDM)在工业上是一种重要的聚酯生产原料，合成的不饱和聚酯可用作胶质涂料、层压和注膜树脂，其产品具有很好的耐化学性和环境性。CHDM用于聚酯纤维的生产，不仅更具低密度、高熔点等特性，且其水解稳定性和电气性能也更优异，特别适用于制作电器设备CHDM的高度对称性还可使聚酯树脂的结晶性提高，玻璃化转变温度；由于CHDM的伯羟基没有空间位阻，所以制备聚酯树脂时就容易与原料酸分子接近，其次在交联固化时，容易与交联剂接近，其结果可在短时间内生成聚合物，另外可得到低温硬化型或短时间硬化型的聚合物。

在工业生产中，CHDM可由1，4-环己烷二羧酸二甲酯(DMCD)加氢制得。所采用的催化剂主要是铜铬催化剂，如亚铬酸铜(Eastman Kodak Co.Production of1，4-cyclohexanedimethanol.US，GB 98801211965；Huels Aktiengesellschaft.Method of producing aliphatic and cycloaliphatic diols by catalytic hydrogenation of dicarboxylic acid esters.DE，US5030771.1989)，含钡等碱土金属为助催化剂的亚铬酸铜催化剂(Towa Kasei Kogyo KK.Production of 1，4-cyclohexanedimethanol.JP 6192146.1992)，以及含锰的铜铬催化剂(Arakawa Chem Ind Co Ltd.Production of 1，4-cyclohexanedimethanol.JP 6228028.1993)。但该类催化剂也有一定的缺点，抗碎强度低，活性不稳定，寿命短(催化剂再生频繁)，进行酯加氢反应所需要的反应压力很高，通常在20MPa以上，不利于工业化生产。另外，由于制备方法的限制作为活性组份的各种金属元素和其它掺杂元素之间在结构中的分散处于一种随机无序的非均匀状态，这种分散状态对催化活性中心分布、活性中心强弱和数目的影响只能在一定范围内微调，无法从根本上进行突破和控制，进而严重影响催化活性及活性组分之间协同效应的发挥。层状双金属氢氧化物(LDHs)是一类具有层状结构的新型纳米无机功能材料，其化学组成可以表示为[M²⁺_1-XM³⁺_X(OH)₂]^X+(A^n-)_X/n·mH₂O，其中M²⁺为Mg²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺等二价金属阳离子；M³⁺为Al³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、Sc³⁺等三价金属阳离子；A^n-为阴离子，如CO₃^2-、NO₃^-、Cl^-、OH^-、SO₄^2-、PO₄^3-、C₆H₄(COO)₂^2-等无机、有机离子以及络合离子。在LDHs晶体结构中，由于受晶格能最低效应及其晶格定位效应的影响，使得金属离子在层板上以一定方式均匀分布，即在层板上每一个微小的结构单元中，其化学组成和结构不变。由于LDHs的化学组成和结构在微观上具有可调控性和整体均匀性，本身又是二维纳米材料，通过设计可以向其层板引入潜在的催化活性物种，制备得到活性层状前驱体。

发明内容

本发明的目的是提供一种高分散、高活性本体式铜基酯加氢催化剂及其制备方法，并将该催化剂应用于1，4-环己烷二甲酸二甲酯加氢制备1，4-环己烷二甲醇。