[发明专利]分子筛催化剂及其制备方法和纤维素催化加氢生产生物乙醇的方法

说明书

本发明涉及生物乙醇制备技术领域，具体而言，涉及分子筛催化剂及其制备方法和纤维素催化加氢生产生物乙醇的方法。分子筛催化剂包括W掺杂的介孔硅基分子筛和负载于所述W掺杂的介孔硅基分子筛的具有加氢活性的金属。该分子筛催化剂的组成成分简单，能够高效催化纤维素水解加氢制备生物乙醇，且催化条件温和，易于实现。

技术领域

本发明涉及生物乙醇制备技术领域，具体而言，涉及分子筛催化剂及其制备方法和纤维素催化加氢生产生物乙醇的方法。

背景技术

生物乙醇是一种优质可再生的清洁能源，添加于汽油燃料里可替代部分石油基燃料能降低污染物排放，已在国际上得到广泛使用。目前燃料乙醇主要依靠含糖的粮食为原料经发酵制得，但这种依赖会打破世界范围内粮食供需的平衡。而利用来源广泛的农、林废弃物等各类木质纤维素为原料生产燃料乙醇有着极为广阔的前景，也是近年来生物化工技术领域研究的一个焦点。

目前，纤维素制乙醇的主要工艺是生物发酵法，即将纤维素水解生成可发酵单糖，进而通过微生物发酵生成燃料乙醇的技术，但是这种方法生产周期长，而且产物中乙醇浓度低。从纤维素生物质出发利用化学法水解加氢制备生物乙醇被视为纤维素转化的新型利用途径，此方法在转化过程中纤维素中葡萄糖单元的羟基得到大量保留，整个过程原子经济性较高，显示了较强的工业利用前景。但是现有技术中利用水解加氢制备生物乙醇的过程中采用的催化剂的成分过于复杂(例如CN 108623436 A)，包括第一活性组分、第一助剂、第一载体、第二活性成分、第二助剂和第二载体等；同时其反应过程中需要分段控制反应温度，最终温度高达350℃，这些不利因素都限制了纤维素水解加氢制备生物乙醇的应用。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供分子筛催化剂及其制备方法和纤维素催化加氢生产生物乙醇的方法。本发明实施例提供一种新的分子筛催化剂，其组成成分简单，能够高效催化纤维素水解加氢制备生物乙醇，且催化条件温和，易于实现。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种分子筛催化剂，其包括W掺杂的介孔硅基分子筛和负载于所述W掺杂的介孔硅基分子筛的具有加氢活性的金属。

在可选的实施方式中，所述金属包括Ru、Pd、Pt、Co、Cu、Fe和Ni中的至少一种；优选为Pt。

在可选的实施方式中，所述金属的负载量为2-3％，优选为2％。该负载量表示的是金属在分子筛催化剂中的质量含量。

在可选的实施方式中，所述W掺杂的介孔硅基分子筛为Si/W摩尔比大于10的分子筛；

优选地，所述W掺杂的介孔硅基分子筛包括W-SBA-15、W-MCM-22、W-MCM-41、W-MCM-48、W-MCM-50、W-SBA-2、W-SBA-3、W-SBA-16、W-HMS、W-KIT-1和W-KIT-6中的任意一种；

优选地，所述W掺杂的介孔硅基分子筛中W的含量为1-4.6％。

在可选的实施方式中，所述分子筛催化剂中Pt的负载量为1-3％；例如分子筛催化剂包括负载3％Pt的W-SBA-15Pt(记为：3％Pt/W-SBA-15)、负载2％的Pt的W-MCM-41(记为2％Pt/W-MCM-41)和负载1％Pt和1％Cu的W-MCM-41(记为1％Pt1％Cu/W-MCM-41)中的任意一种。

第二方面，本发明提供如前述实施方式任一项所述的分子筛催化剂的制备方法，包括：将具有加氢活性的金属负载于W掺杂的介孔硅基分子筛上。

在可选的实施方式中，负载的方法包括浸渍法或沉积法；

优选地，负载的步骤包括：将含有所述金属的金属原料与所述W掺杂的介孔硅基分子筛作用，使得所述金属负载于W掺杂的介孔硅基分子筛上；