[发明专利]一种二硫化钼-铌酸催化剂在苯甲醚加氢脱氧中的应用

说明书

本发明涉及一种二硫化钼‑铌酸催化剂在苯甲醚加氢脱氧中的应用；称取催化剂加入到间歇式高压反应釜中，加入苯甲醚溶液，装好反应釜；反应在氢气的初始压力为1‑6MPa，反应温度为150‑300℃，反应时间为1‑5h，搅拌转数为1000r/min的条件下进行，反应结束后待其自然冷却将样品取出，运用气相色谱进行检测。本发明中反应溶剂为常用有机溶剂，无污染，具有环境友好性，并且反应过程不使用任何的酸、碱性物质。本发明中木质素单体苯甲醚的转化率高，且产物中酚类为主要产物，催化剂对于此反应的选择性强，主产物为具有高附加值的化学品，在工业上广泛应用，所以本发明中催化剂具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于新型催化材料合成及应用技术领域，具体表述为一种二硫化钼-铌酸催化剂在生物质催化转化制备高附加值精细化学品中的应用。

背景技术

全球能源需求的快速增长、化石燃料储量的不断下降以及全球范围内严重的环境问题，促使我们寻找其他可再生能源。在诸多的可再生能源中，木质生物质质含量丰富，来源广泛，廉价易得，符合可持续发展的要求，其也在化学工业中有着重要的应用。目前大量的研究工作致力于将木质素转化为具有高附加值的芳香族产物和燃料，包括加氢脱氧(HDO)，酯化，催化裂化等。这些转化过程大多需要在催化的条件下进行。因此，制备及选择合适的催化剂是在木质素降解过程中的关键因素。

木质素是木质生物质中结构最为复杂的一个，其高含氧量限制了其被广泛利用。苯甲醚具有木质素中最典型的C-O键结构及苯环结构，所以在我们的研究中，运用小分子模型化合物苯甲醚来测试催化剂加氢脱氧能力，为木质素的催化转化利用提供依据。

在过去的探索中，木质素加氢脱氧反应常用的催化剂有贵金属催化剂、金属硼化物、硫化物、碳化物和磷化物。过渡金属硫化物催化剂是一种低成本催化剂且具有良好的加氢脱氧能力，现已被广泛的应用于石油炼制。过渡金属硫化物催化剂中，研究最多的是钼基催化剂。尤其在辅以Ni、Co等助催化剂时，催化剂表现出更强的加氢脱氧能力。众多研究者也通过改变其形貌、改变载体来提升催化剂的催化性能。不同形貌的催化剂有着不同的比表面积与活性位点数量，不同载体具有不同的酸碱性以及不同的催化剂与载体之间的相互作用，这些对催化剂不同的改变也对产物的分布及选择性产生了不同的影响。

但是硫化物催化剂在反应中也存在着一定的问题。首先是酚类高附加值化学品在反应结束后产率较低，并且催化剂中硫的流失会导致催化剂活性下降。所以，在硫化物催化剂的研究中，如何提升目标产物的产率及控制反应中硫的流失延长催化剂寿命成为了研究所需突破的关键问题。

发明内容

为了解决现有技术中的难题，探究新型结构及形貌的二硫化钼催化剂，也为了进一步提升生物质能源的利用率，提高酚类化学品的产率，本发明提供一种二硫化钼-铌酸催化剂及其在木质素催化转化制取酚类化学品应用中的方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种二硫化钼-铌酸催化剂，本发明的催化剂制备方法，具体包括以下步骤：

1)称取铌酸锡加入到聚四氟乙烯内衬中，并加入钼酸铵和硫脲，加入盐酸溶液调节pH至0.7～1.0，装入釜中，进行反应，得到黑色沉淀物；

2)将1)反应结束后得到的黑色沉淀物进行抽滤洗涤，并置于真空干燥箱中，进行干燥，得到MoS₂-H₄Nb₂O₇催化剂。

所述步骤1)水热反应温度为100-200℃，反应时间为2-48h；

所述步骤1)金属盐与铌酸锡的质量比为5:1～20:1，硫脲与金属盐的质量比范围为0.4:1～2:1；加入0.1～0.2mol/L的盐酸溶液，盐酸体积与铌酸锡加入量比例为50～300mL/g

所述步骤2)中干燥的温度的温度为60℃～120℃，时间为6h～12h。