[发明专利]一种用于5-羟甲基糠醛选择性加氢反应的铜催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于5-羟甲基糠醛选择性加氢反应的铜催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

(1)将三水硝酸铜和均苯三甲酸分别溶于溶剂中得到硝酸铜溶液和均苯三甲酸溶液，再将硝酸铜溶液加入均苯三甲酸溶液中，混合均匀后得到混合液，然后将混合液经水热反应后得到反应液，再将反应液过滤后取沉淀物干燥得到前驱体MOF-199；

(2)将步骤(1)得到的前驱体MOF-199在气体保护下进行焙烧，将焙烧后的固体粉碎得到固体粉末，即为用于5-羟甲基糠醛选择性加氢反应的铜催化剂；

或者，在步骤(2)之后还包括一个步骤(3)，具体如下：

(1)将三水硝酸铜和均苯三甲酸分别溶于溶剂中得到硝酸铜溶液和均苯三甲酸溶液，再将硝酸铜溶液加入均苯三甲酸溶液中，混合均匀后得到混合液，然后将混合液经水热反应后得到反应液，再将反应液过滤后取沉淀物干燥得到前驱体MOF-199；

(2)将步骤(1)得到的前驱体MOF-199在气体保护下进行焙烧，将焙烧后的固体粉碎得到固体粉末；

(3)将步骤(2)得到的固体粉末在含有氧气的气氛中进行煅烧即得到用于5-羟甲基糠醛选择性加氢反应的铜催化剂。

2.根据权利要求1所述的用于5-羟甲基糠醛选择性加氢反应的铜催化剂的制备方法，其特征在于：

步骤(1)所述溶剂为水、有机溶剂中的至少一种；其中有机溶剂为乙醇、甲醇和二甲基甲酰胺中的至少一种；

步骤(1)所述硝酸铜溶液中硝酸铜的浓度为0.2～0.4mol/L，均苯三甲酸溶液中均苯三甲酸的浓度为0.15～0.3mol/L；

步骤(1)所述三水硝酸铜和均苯三甲酸的摩尔比为3～2：1～3。

3.根据权利要求1所述的用于5-羟甲基糠醛选择性加氢反应的铜催化剂的制备方法，其特征在于：

步骤(1)所述将硝酸铜溶液加入均苯三甲酸溶液中是以1～3mL/min的速度进行滴加加入；

步骤(1)所述混合均匀是以速度为350～650rpm搅拌10～30min，然后在功率为200～400W下超声15～60min；

步骤(1)所述水热反应是将混合液在水热釜中于110～180℃下反应12～48h；

步骤(1)所述干燥为在80～120℃下真空干燥12～24小时。

4.根据权利要求1所述的用于5-羟甲基糠醛选择性加氢反应的铜催化剂的制备方法，其特征在于：

步骤(1)所得前驱体MOF-199的粒径为8～20微米。

5.根据权利要求1所述的用于5-羟甲基糠醛选择性加氢反应的铜催化剂的制备方法，其特征在于：

步骤(2)所述气体为氮气、氩气、氦气、氢氮混合气和氢氩混合气中的至少一种；其中氢氮混合气和氢氩混合气中，氢气含量在10％以内；

步骤(2)所述气体的流速为80～120mL/min；

步骤(2)所述焙烧是在升温速率为2～10℃/min下，升温至300～700℃，然后焙烧3～5h。

6.根据权利要求1所述的用于5-羟甲基糠醛选择性加氢反应的铜催化剂的制备方法，其特征在于：

步骤(3)所述含有氧气的气氛为氧氮混合气、氧氩混合气和氧氦混合气氛中的一种，其中含有氧气的气氛中氧含量为0.5％～20％，含有氧气的气氛的流速为80～120mL/min；

步骤(3)所述煅烧是在升温速率为2～10℃/min下，升温至100～350℃，然后恒温1～3h。

7.一种根据权利要求1～6任一项所述方法制备的用于5-羟甲基糠醛选择性加氢反应的铜催化剂。

8.根据权利要求7所述的用于5-羟甲基糠醛选择性加氢反应的铜催化剂，其特征在于：所述的用于5-羟甲基糠醛选择性加氢反应的铜催化剂粒径为8～30微米。

9.根据权利要求7或8所述的用于5-羟甲基糠醛选择性加氢反应的铜催化剂在5-羟甲基糠醛选择性加氢反应中的应用。

10.根据权利要求7或8所述的用于5-羟甲基糠醛选择性加氢反应的铜催化剂在5-羟甲基糠醛选择性加氢制备2,5-呋喃二甲醇或2,5-二甲基呋喃中的应用。