[发明专利]一种MOF基催化剂催化生物基糠醛氢化制备糠醇的方法

说明书

本发明公开一种MOF基催化剂催化生物基糠醛氢化制备糠醇的方法，以糠醛为底物，以低元醇为反应介质和氢化试剂，多孔碳负载非贵金属为多相催化剂，于高压釜反应器中，冲入氮气保护，在100～180℃条件下，搅拌反应4～48h直接生成产物糠醇。其中，多孔碳负载非贵金属催化材料是由Mn‑MOF在惰性氛围下高温热解得到多孔碳负载Mn催化剂。与现有方法相比，具有催化剂制备简单、易于分离回收的优点，该催化体系的反应条件温和、高效环保，具有很高的选择性和产率。

技术领域

本发明属于生物质催化领域，具体涉及一种MOF基非贵金属催化剂催化生物基糠醛氢化制备糠醇的方法。

背景技术

糠醛是由碳水化合物制备的可工业化的不饱和有机化学品，全球每年产量约为30万吨，中国的产量最大，约占三分之二。糠醛可由各种农副产品中获取，尤其可以利用生产废料获得，如玉米穗轴、燕麦与小麦的麦麸等。糠醇是糠醛最有价值的衍生物之一，糠醛产量的65％被用来制备糠醇。糠醛选择性加氢制备糠醇是糠醛加氢过程中一个十分重要的反应，日益受到人们的关注(化学世界,2013,(12):740)。1929年通过气相工艺使用Cu/SiO2作为催化剂首先进行报道[U.S.Patent,1,739,919[P].1929-12-17.]，随后在1937年由Nemours使用亚铬酸铜作为催化剂并获得相关专利[U.S.Patent,2,077,422[P].1937-4-20.]。我国催化加氢的方法主要是液相催化加氢，反应温度为190～210℃，压力为5.9～7.6MPa，主要采用Cu-Cr系氧化物为催化剂[工业催化,2005,13(10):47-50]。Cu-Cr催化剂作为目前糠醛加氢过程最成功的商业催化剂已有超过五十年的历史。但是由于Cu-Cr催化剂价格昂贵，催化剂再生困难，并且铬毒性大污染严重，因此糠醛加氢催化剂的研究更多的集中在无铬催化剂上。此外，Pt、Pd、Ru、Au等贵金属催化剂也出现在糠醛催化加氢制备糠醇的过程中。目前糠醛选择性加氢制备糠醇虽然已经工业化，但是研究热点仍集中在开发高效的非贵金属催化剂上。

传统的氢源主要来自于高压氢气，但会产生很多的不利影响，例如昂贵的价格、低溶解性、复杂的反应器设计和困难的运输等。利用有机化合物(醇或者酸)作为供氢体或者氢源的转移加氢反应被科研工作者逐渐重视。

有鉴于此，本发明人针对现有技术中的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明为了克服目前利用氢气催化糠醛氢化制备糠醇的工艺中存在的氢气高压危险、以及金属催化剂制备繁琐、易聚合的问题，提供一种以MOF为前驱体经高温热解制备多孔碳负载非贵金属催化剂，既有制备简单、金属分散均匀的优点，也能显著提高稳定性、金属粒子不易团聚，并利用醇类作为氢源和反应溶剂，催化生物基糠醛氢化制备糠醇。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：