[发明专利]一种用于催化糠醛氢化制备糠醇的甜菊酚锆催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于催化糠醛氢化制备糠醇的甜菊酚锆催化剂及其制备方法，属于非均相催化技术领域。本发明利用甜叶菊多酚与锆源通过特定的配比，溶剂热法制备得到甜菊酚锆催化剂。本发明所得甜菊酚锆催化剂在较为温和的条件下、低用量即可具有良好的催化糠醛氢化的效果，该催化剂在反应体系是非均相的，易分离重复使用，传重复使用多次仍维持优异的催化性能，具有非常好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种用于催化糠醛氢化制备糠醇的甜菊酚锆催化剂及其制备方法，属于非均相催化技术领域。

背景技术

人类社会发展日新月异，能源危机于环境问题日益严峻，传统的化石资源不可再生，为了应对这些问题，寻找新型可再生资源迫在眉睫。生物质是地球上唯一的可再生碳源，具有分布广泛，产量大和碳平衡等优势，其引起了众多科研人员的广泛关注。生物质能储量巨大，具有在能源结构中替代化石能源的潜力，人们对生物质的利用古已有之，然而旧的工艺利用效率低，因而，开发新型转化技术是具有重要意义的。

糠醛(FF)是连接生物质与能源的重要化合物，其应用途径十分广泛，糠醛因为其结构中存在有C＝C双键和羰基，化学性质较为活泼，糠醛的氢化是糠醛的重要增值途径。其氢化产物糠醇(FA)是一种重要的小分子平台化合物，可用作酚醛树脂合成过程中的活性反应溶剂，可用于生产乙酰丙酸、2-甲基呋喃(MF)、四氢糠醇、呋喃树脂、防腐涂料、纤维和多种润滑剂等；此外，FA还可以用于食品、医药和农药行业。

传统的糠醛到糠醇的氢化的方法多以氢气为氢源，在金属催化剂的催化下进行反应，虽然这些方法能够达到较好的转化率和选择性，但是其通常需要苛刻的催化条件，对设备的要求较高，大规模的工业应用受限。因而，设计低成本、氢化方法简单且催化活性良好的催化剂仍旧是现阶段的研究重点。

发明内容

技术问题：

为解决现有糠醛到糠醇氢化反应中催化剂用量较大，催化剂制备过程繁琐以及反应条件苛刻的问题。

技术方案：

针对上述问题，本发明合成了一种高效的甜菊酚锆催化剂，用于催化糠醛氢化制备糠醇。所述方法通过简单的溶剂热法制备甜菊酚锆催化剂，在较为温和的条件下即可具有良好的催化效果，该催化剂在反应体系是非均相的，很容易从反应体系中分离出来进行重复使用。

本发明首先提供了一种制备催化糠醛氢化制备糠醇用的甜菊酚锆催化剂的方法，所述方法包括以下步骤：

将甜菊多酚和锆源分别溶于有机溶剂中，配置得到甜菊多酚溶液和锆源溶液；然后将锆源溶液滴加到甜菊多酚溶液中，滴加结束后，置于100～140℃下保温反应；反应结束后，冷却，分离、收集固体，干燥。

在本发明的一种实施方式中，所述锆源和甜菊多酚的质量比为(0.5～3)：1。优选(1-2)：1。

在本发明的一种实施方式中，所述锆源包括ZrCl₄、Zr(NO₃)₄·5H₂O、ZrOCI₂·8H₂O中任意一种；优选ZrCl₄。

在本发明的一种实施方式中，所述甜菊多酚的购置于浩天药业有限公司50％甜菊多酚。

在本发明的一种实施方式中，所述甜菊多酚溶液的浓度为1g/50mL。

在本发明的一种实施方式中，所述锆源溶液的浓度为0.5-2g/30mL。

在本发明的一种实施方式中，所述保温反应的时间为8～24h。

在本发明的一种实施方式中，所述方法具体包括如下过程：