[发明专利]一种磁性铁基催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种磁性铁基催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域。本发明提供的磁性铁基催化剂，包括磁性载体和负载在所述磁性载体表面的贵金属；所述贵金属为铑和/或钌；所述磁性载体的化学组成为Fe₂O₃·nFePO₄，其中n/(2+n)为0.01～1。本发明提供的磁性铁基催化剂中，贵金属与磁性载体之间存在强相互作用，可以降低磁性铁基催化剂的活化能，使得磁性铁基催化剂可以在较低温度(80～120℃)和较低的氢气压力(1～10bar)下催化糠醛加氢制糠醇反应，糠醛的转化率和糠醇的选择性高；而且，磁性铁基催化剂具有强磁性，可以通过外磁场快速、彻底实现催化剂的高效回收，减少对环境的污染。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种磁性铁基催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

糠醇可用于生产燃料添加剂、树脂、合成纤维等各类化工产品或其它平台分子，涉及医药、农药、涂料、铸造等众多领域，具有极高的经济价值。目前，糠醇主要是由糠醛催化加氢还原制备得到。糠醛加氢制备糠醇的方法分为气相加氢方法和液相加氢方法，这两种方法均以分子氢(氢气)和/或具有供氢能力的有机溶剂(如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇)为氢源进行催化加氢。CN109718805A公开了一种糠醛液相加氢催化剂，包括无机氧化物载体和负载在载体上的PdCu合金，无机氧化物载体选自氧化铝、氧化锌、氧化铁和氧化亚钴中的至少一种。然而在上述催化剂的作用下，糠醛液相加氢制备糠醇需要在高压(5～8MPa)条件下进行，反应条件苛刻，而且，反应过程中会产生副产物，糠醇收率和选择性不够高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种磁性铁基催化剂及其制备方法和应用，本发明提供的磁性铁基催化剂使得糠醛加氢制备糠醇反应能够在≤120℃、常压下进行，糠醇的收率高且对糠醇的选择性高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种磁性铁基催化剂，包括磁性载体和负载在所述磁性载体表面的贵金属；

所述贵金属为铑和/或钌；

所述磁性载体的化学组成为Fe₂O₃·nFePO₄，其中，n/(2+n)为0.01～1。

优选的，所述贵金属的负载量为0.5～3wt％。

优选的，所述磁性铁基催化剂的粒径为0.1～0.2mm。

本发明提供了上述技术方案所述磁性铁基催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将水溶性铁前驱体、水溶性磷前驱体和水混合，调节pH值至9～12，依次进行水热老化和焙烧，得到磁性载体；

将贵金属前驱体、包裹剂和水混合，得到包覆前驱体溶液；所述贵金属前驱体为铑前驱体和/或钌前驱体；

将所述包覆前驱体溶液、所述磁性载体和硼氢化盐混合，进行还原吸附，得到磁性铁基催化剂。

优选的，所述水溶性铁前驱体为水溶性铁盐；

所述水溶性磷前驱体包括水溶性磷酸氢盐、水溶性磷酸二氢盐和水溶性正磷酸盐中的一种或几种；

分别以磷和铁计，所述水溶性铁前驱体和水溶性磷前驱的摩尔比为1：(0.01～1)。

优选的，所述水热老化的温度为80～120℃，时间为15～24h。

优选的，所述焙烧的温度为300～800℃，时间为2～6h。

优选的，所述包裹剂包括聚乙烯吡咯烷酮和/或聚乙二醇；

所述包裹剂与所述贵金属前驱体的质量之比为(1～2)：1；