[发明专利]一种负载型Ru基催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种负载型Ru基催化剂及其制备方法和应用，涉及催化剂技术领域。所述负载型Ru基催化剂包括纤维素微球和负载于纤维素微球上的Ru，其中，所述Ru为纤维素微球质量的3％～10％。纤维素微球富含重金属吸附活性官能团和吸附位点、易生物降解、对环境无污染，将其作为载体，有效提高了催化剂的活性。因此，本发明制备的负载型Ru基催化剂，比起现有的Ru基催化剂，成本低廉且环保，催化活性更高。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别涉及一种负载型Ru基催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

山梨醇别名山梨糖醇，分子式是C₆H₁₄O₆，分子量182.17，为白色吸湿性粉末或晶状粉末、片状或颗粒，无臭。依结晶条件不同，熔点在88～102℃范围内变化，相对密度约1.49，易溶于水(1g溶于约0.45mL水中)，微溶于乙醇和乙酸，有清凉的甜味，甜度约为蔗糖的0.7倍，热值与蔗糖相近。山梨醇具有低糖、低热值、不致龋齿等糖醇共性和独特的保湿性、稳定性、抗结晶性，广泛应用于各类糖果、糕点、饼干、冰淇淋、果冻、饮料、酱料等食品领域。在医药化工领域还可作为生产维生素C、司盘和吐温类表面活性剂的原料，用途十分广泛，是关乎工业发展、国计民生的重要产品。

目前，在工业生产中，山梨醇主要通过金属催化剂催化葡萄糖加氢反应制得。早期研究主要采用金属镍作为活性金属，但这种金属制备的催化剂稳定性差，易在反应过程中流失、原料成本高、污染大。针对这一技术不足，如何获得催化性能高且稳定性好的催化剂引起了极大关注。随着研究的深入，目前，主要通过Ru/C催化剂来制备山梨醇，Ru/C催化剂可通过焚烧和酸溶等过程回收贵金属Ru，但是由于消耗活性炭和无机酸等造成CO₂和废酸的排放，这种传统的金属Ru的回收过程是环境不友好的。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种负载型Ru基催化剂及其制备方法和应用，旨在提供一种新型加氢用负载型催化剂。

为实现上述目的，本发明提出一种负载型Ru基催化剂，所述负载型Ru基催化剂包括纤维素微球和负载于纤维素微球上的Ru，其中，所述Ru在所述负载型Ru基催化剂中的负载量为3％～10％。

为实现上述目的，本发明还提出一种负载型Ru基催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S10、将纤维素棉短绒浆溶解于碱性溶液后，离心脱泡，制得纤维素溶液，然后在冰水浴下，加入环氧氯丙烷，混匀，制得混合溶液；

S20、在冰水浴下，将乳化剂和异辛烷搅拌混匀后，加入所述混合溶液，继续搅拌，形成微球，清除微球表面的溶剂后，将微球冷冻干燥，制得纤维素微球；

S30、将所述纤维素微球加入到水溶性钌盐的水溶液中搅拌形成反应溶液，然后在250～800℃氩气流中进行高温还原反应1～4h，制得负载型Ru基催化剂。

可选地，步骤S10中，所述碱性溶液为LiOH与尿素混合物的水溶液、NaOH与尿素混合物的水溶液和NaOH与硫脲混合物的水溶液中的任意一种。

可选地，步骤S10中，所述离心脱泡的条件为：温度为0～5℃，转速为6000～80000rpm。

可选地，步骤S10中，所述环氧氯丙烷与所述纤维素溶液的体积比为(1～3)：100。

可选地，在步骤S20中，所述乳化剂为Span 80，其中，所述Span 80的质量与异辛烷的体积量比为(40～60)g：300mL。

可选地，步骤S20中，所述混合溶液与异辛烷的体积比为1:(4～6)。