[发明专利]一种负载型介孔分子筛催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种负载型介孔分子筛催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂制备技术领域。

背景技术

随着经济的发展和环境的变化，绿色、可持续的观念逐步深入人心。生物柴油就是一种可持续的生物质能源。然而生产生物柴油会副产大量的低品质甘油，将低品质甘油转化为高附加值化学品是有效的解决困扰生物柴油产业的方法。1,3-丙二醇是目前最具经济价值的产品，以其为单体合成的聚对苯二甲酸-1,3-丙二醇酯(PTT)，因具有优良的回弹、防紫外辐射和抗氯性能以及生物降解性而在服装面料、工程塑料等领域得以广泛应用。

由于生产生物柴油带来了丰富的甘油资源，以甘油为原料生产1,3-丙二醇受到极大的关注，也为1,3-丙二醇的生产提供了一条经济的途径。用甘油为原料生产1,3-丙二醇包括微生物发酵的生物法和直接催化加氢的化学法。生物法(中国专利CN 200510011867.8 利用生物柴油副产物甘油生产1,3-丙二醇的方法)条件温和、原料利用率高、1,3-丙二醇选择性好，但反应周期长、有效组分低带来了分离能耗、废液量大的缺点，而高浓度1,3-丙二醇易使酶中毒失活。化学的催化加氢是在均相或非均相催化剂的作用下，甘油与氢气反应生成1,3-丙二醇，其中的关键是催化剂和反应条件。

文献(Schlaf M, Ghosh P, Fagan P J, Hauptman E, et al. Metal-Catalyzed Selective Deoxygenation of Diols to Alcohols. Angew. Chem. Int. Ed. 2001,40(20): 3887-3890.)报道了一种Ru为活性组分的均相催化剂，以环丁砜为溶剂，反应温度110 ℃、5.2 MPa初始氢压下，1,3-丙二醇的选择性低于3%。

文献(Nakagawa Y, Shinmi Y, Koso S, et al. Direct Hydrogenolysis of Glycerol into 1,3-Propanediol over Rhenium-Modified Iridium Catalyst. J Catal., 2010, 272(2): 191-194.)用ReO_x改性的SiO₂为载体负载Ir为催化剂(Ir-ReO_x/SiO₂)，在釜式反应器中以甘油水溶液为对象进行甘油加氢制1,3-丙二醇的反应，在温度为393 K、初始氢压8.0 MPa、反应36 h后，甘油的转化率为81%，1,3-丙二醇的产率38%。但金属铱与铼的价格昂贵，不易处理。

文献(Chaminand J., Djakovitch L., Gallezot P., et al. Glycerol Hydrogenolysis on Heterogeneous Catalysts. Green Chem., 2004, 6(8): 359-361.)在添加H₂WO₄的Rh/C催化剂中，以环丁砜为溶剂，在180 ℃、初始氢压8.0 MPa的条件下对甘油加氢时，产物中1,3-丙二醇与1,2-丙二醇的摩尔比最高可达到2.0。证明了钨是甘油加氢制1,3-丙二醇的优良催化剂。