[发明专利]氧化铝负载型铜-稀土金属氧化物催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了氧化铝负载型铜‑稀土金属氧化物催化剂及其制备方法和应用。所述氧化铝负载型铜‑稀土金属氧化物催化剂包括载体氧化铝和负载在载体氧化铝表面的铜活性组分和稀土金属氧化物活性组分MO_x，所述催化剂中各组分的含量以质量百分数表示如下：载体氧化铝65％～98.9％，铜活性组分0.1％～15％，稀土金属氧化物活性组分MO_x 1％～20％；其中M代表稀土金属，x＝1、1.5或2，铜活性组分由Cu⁰和Cu⁺组成，并且催化剂中Cu⁰和Cu⁺的摩尔比满足以下条件：Cu⁰/Cu⁺＝1:13.1～1:4。本发明提供了所述氧化铝负载型铜‑稀土金属氧化物催化剂在乙醇脱氢缩合制取高级醇的反应中的应用，表现出较高的催化活性和高级醇的选择性，并且没有小分子裂解产物产生；而且催化剂具有优异的稳定性。

(一)技术领域

本发明涉及一种氧化铝负载铜-稀土金属氧化物催化剂(Cu-MO_x/Al₂O₃)及其制备方法和应用，该催化剂适用于乙醇催化转化合成高级醇的反应。

(二)背景技术

由于化石资源的日益枯竭及其使用时带来的温室效应问题，使得可再生生物质燃料的开发及利用越来越受到人们的重视。作为一种可再生生物质燃料，生物乙醇汽油在美国、巴西、中国等国家已经广泛使用。然而，乙醇具有吸湿性强、能源密度低等问题，因而并不是理想的汽油调合组分。正丁醇难溶于水、能源密度高，相比乙醇可以与汽油以更高的比例混合(20％vs 10％)，且无需对车辆进行改造，因而成为当前乙醇汽油调合组分的理想替代品。此外，正丁醇还是合成邻苯二甲酸二丁脂、丙烯酸丁脂等塑料/橡胶增塑剂或者涂料/胶黏剂单体的重要化工原料。工业上主要以石油基丙烯为原料，经羰基化和加氢反应合成正丁醇，原料不可再生，过程复杂，生产成本较高。而另一方面，生物发酵法制取生物质乙醇的工艺已经相当成熟并具备一定工业规模，全球生物乙醇的产量逐年攀升。因此，通过催化转化法将生物乙醇转化为生物丁醇以及附加值更高的己醇、辛醇等高级醇已经成为当前学术界和工业界关注的热点之一。