[发明专利]一种介孔分子筛负载Cu-Ni双金属催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种催化甘油氢解制备1,2-丙二醇催化剂的制备方法。

背景技术

丙二醇作为一种重要的化工原料，在很多领域作为溶剂和添加剂，且其是不饱和聚酯、环氧树脂、聚氨酯树脂和新聚酯化合物PTT等重要化学品的重要原料。以石油为原材料生产丙二醇的的方法，由于原材料价格高、不可再生，已经不适合工业大规模生产过程。

近年来生物柴油产业的快速发展，甘油作为其生产过程中的副产物大量生成，合理利用这些过剩的甘油有助于增加整个生物柴油产业的经济效益。研究发现，采用化学方法在均相或非均相催化剂作用下可将甘油转变为丙二醇。该过程有效实施的关键在于提高催化剂的活性和选择性。目前常用的催化剂是采用浸渍法将Cu、Ni、Ru等金属负载在硅胶、分子筛等载体上。现有催化剂存在选择性和催化活性不高，制备工艺复杂、重现性差等缺陷。

为了提高催化剂的催化活性，要求所用的催化剂载体具有规整的孔道结构和选择吸附作用以及较大的比表面积等特性。介孔分子筛材料正是具有这种特性的一种催化剂载体，特别是离子热合成法合成的介孔分子筛催化剂，不仅具有晶态的孔壁和良好的介孔结构，显示出良好的热稳定性和较强的酸中心，而且可以掺杂更多的金属原子，提供反应过程中的催化加氢中心。

发明内容

针对现有催化剂及催化剂合成过程中存在的问题，本发明采用离子液体合成介孔分子筛作为催化剂的载体，过程中掺杂Cu和Ni两种金属形成催化加氢活性中心。

本发明的技术方案如下：

向高压釜中加入25g30%的甘油，0.5g介孔分子筛负载Cu-Ni双金属催化剂。然后用N2置换釜内空气，再用H2置换釜内氮气,维持高压釜压力在2MPa，开启搅拌280rpm，加热至260℃反应24小时。对产品进行过滤，回收催化剂循环备用，然后用气相色谱分析产物组成。

上述技术方案中所述的介孔分子筛负载Cu-Ni双金属催化剂，其制备方法为：

（1）将NaOH、异丙醇铝、四乙基溴化铵(25%)、水玻璃、硝酸铜和RaneyNi去离子水加入到反应釜中，机械强力搅拌使其成为均一混合溶液，程序升温到140℃后陈化4h。其中反应原料的化学计量比为Al₂O₃/SiO₂/Na₂O/(TEA)₂O/Cu/Ni/H₂O=0.5-1.8/55-65/2.0-3.0/0.5-1.8/0.4/0.5/700。

（2）取步骤（1）所得溶液4.0g,1.0gEO20PO70EO20（P123）、10g1-十六烷基-3-甲基溴代咪唑离子液体和15ml蒸馏水,机械搅拌使其溶解。然后控制晶化条件（95℃，23小时），调节晶形的大小和纯度。将所得的晶体依次通过过滤，洗涤和真空干燥。

（3）将步骤（2）所得介孔分子筛原粉放入马弗炉中，在550℃焙烧5.5小时，即为介孔分子筛负载Cu-Ni双金属催化剂。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）离子热合成法合成的介孔分子筛做为催化剂载体具有晶态的孔壁和良好的介孔结构，显示出良好的热稳定性和较强的酸中心。

（2）Cu和Ni两种金属在离子热合成介孔分子筛的过程中，直接加入。与现有浸滞法相比，金属负载工艺简单。

（3）过程中选择了Cu和Ni两种对甘油催化氢解反应活性高的金属元素，对甘油生成1,2-丙二醇的过程中有较高的反应活性，甘油转化率在70%以上和1,2-丙二醇选择性在过程中选择了Cu和Ni两种对甘油催化氢解反应活性高的金属元素，对甘油生成1,2-丙二醇的过程中有较高的反应活性，甘油转化率在70%以上和1,2-丙二醇选择性也可以达到50%以上。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的方法做进一步说明，但并不是对本发明的限定。

实施例1：（1）将NaOH、异丙醇铝、四乙基溴化铵(25%)、水玻璃、硝酸铜和RaneyNi去离子水加入到反应釜中，机械强力搅拌使其成为均一混合溶液，程序升温到140℃后陈化4h。其中反应原料的化学计量比为Al₂O₃/SiO₂/Na₂O/(TEA)₂O/Cu/Ni/H₂O=0.5/55/2.0/0.5-1.8/0.4/0.5/800。