[发明专利]一种衣康酸加氢的催化剂及其制备方法和用途，以及由衣康酸制备高附加值产品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学合成领域，具体为一种催化衣康酸加氢的催化剂及其制备方法和用途，以及由衣康酸制备高附加值产品的方法，特别是涉及一种贵金属催化剂及其制备方法，以及利用该催化剂催化衣康酸选择性加氢来制备2-甲基-γ-丁内酯，3-甲基-γ-丁内酯，2-甲基-1,4-丁二醇和3-甲基四氢呋喃。

背景技术

2-甲基-γ-丁内酯、3-甲基-γ-丁内酯、3-甲基四氢呋喃、2-甲基-1,4-丁二醇都是非常重要的化工原料，广泛应用于液体燃料的改性，新材料的合成以及医药研发等重要领域。在专利CN 101781169A报道了用非贵金属催化剂氢化衣康酸的方法，该专利采用的是对衣康酸酯化后再氢化的二段式方法，首先将衣康酸与醇类进行酯化反应，形成衣康酸二烷基酯，再在催化剂存在的情况下氢化所述衣康酸二烷基酯，形成2-甲基-1,4-丁二醇、2-甲基丁内酯、3-甲基丁内酯及2-甲基琥珀酸酯等。目前这些化合物仍然主要来自于化石燃料，因此随着煤、石油等化石资源的枯竭以及环境污染问题的日益严重，发展生物质能和生物基化学品以减少对化石原料的依赖，实现能源资源的可持续发展是非常必要的。衣康酸经过催化加氢反应可以制备2-甲基-γ-丁内酯、3-甲基-γ-丁内酯、3-甲基四氢呋喃、2-甲基-1,4-丁二醇，目前衣康酸主要是通过生物化学转化法生产，且国内外已经工业化生产，未来生物基有机酸衣康酸的产量将会增大，以衣康酸为原料来生产高附加值化学品潜力巨大。衣康酸催化加氢制备高附加值化学品的可工业化的方法还没有得到很好完善，探索高效简单的氢化方法使衣康酸转化为更有价值的化学品是非常需要的。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，根据本发明的一个方面，提供一种用于催化衣康酸加氢反应的催化剂，所述催化剂为负载型催化剂，其中活性成分为选自Pd、Ru、Au和其氧化物中的一种或多种；基于载体的重量，所述贵金属成分的重量百分比为0.5至35wt％；所述载体选自活性炭、TiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、CeO₂、氧化硅、分子筛、氧化锌、酸性分子筛或金属氧化物复合物中的一种或多种。

优选地，在根据本发明的所述催化剂中，活性成分优选为金属Ru和/或Au；

基于载体的重量，所述贵金属成分的重量百分比优选为1.0至10wt％，更优选为1.0至6wt％，最优选为1wt％、2wt％、3wt％、5wt％或6wt％；

所述载体优选为活性炭、TiO₂、Al₂O₃、ZrO₂和CeO₂中的一种或多种；

此外，在根据本发明的贵金属负载型催化剂时，还可以加入非贵金属M作为促进剂，非贵金属金属M选自铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钨、铼、钼、锡中的一种或几种。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了所述负载型催化剂的制备方法，所述制备方法包括，但不限于，催化剂合成领域常规的等体积浸渍法和沉积沉淀法。

其中所述等体积浸渍法包括如下步骤：

a、测定载体的饱和含水量；

b、将贵金属前驱体溶解在相应的溶剂中，所述溶剂优选为醇类或水；

c、将步骤b中得到的前驱体溶液与载体混合后充分搅拌，静置，干燥；和

d、用还原剂对催化剂活性组分贵金属进行还原。

所述沉积沉淀法包括如下步骤：

a、将计算量的金属前驱体溶液与载体混合，充分搅拌；

b、用碱性溶液将上一步的浆液调节pH到8左右，然后在30-90℃的水浴中搅拌0.5-2h；

c、将反应液过滤洗涤至滤液成中性，干燥；和

d、用还原剂对催化剂活性组分贵金属进行还原。

在上述催化剂制备方法中，其中贵金属前驱体选自贵金属的氯化物、硝酸盐、醋酸盐和它们的混合物；其中催化剂载体选自活性炭、氧化铈、氧化铝、氧化硅、分子筛、氧化锆、氧化锌、氧化钛、酸性分子筛或金属氧化物复合物，优选为活性炭、TiO₂、Al₂O₃、ZrO₂和CeO₂中的一种或多种；