[发明专利]钌炭催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种钌炭催化剂及其制备方法及其应用。其中的钌炭催化剂，包括活性炭载体及负载于活性炭载体上的钌纳米颗粒和助催化剂，助催化剂为能够与钌离子配位的含磷和铁化合物；在钌炭催化剂中，钌纳米颗粒的质量含量为1%~6%。本发明的钌炭催化剂，以活性炭为载体，负载有特定比例的钌纳米颗粒，同时还负载有能够与钌离子配位的含磷和铁化合物作为助催化剂，其可用于羰基选择性加氢的催化，进而提高羰基选择性加氢的选择性和反应转化率，例如用于不饱和醛的羰基选择性加氢催化生成不饱和醇。将上述钌炭催化剂用于柠檬醛的羰基选择加氢，制备橙花醇和香叶醇，反应转化率达到95%~100%，对橙花醇和香叶醇的选择性达到90%~99%。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别是涉及一种钌炭催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

柠檬醛是一种典型的α,β-不饱和醛，在香料以及医药中间体等行业中具有重要的应用价值，其选择性加氢产物不饱和醇（橙花醇和香叶醇）是贵重的香料和医药中间体，在很多领域有着非常广泛的应用。

柠檬醛分子中的C＝C双键、C＝O键以及与羰基共轭的C＝C双键，均可以在氢气中被加氢，因此选择性羰基加氢生成的橙花醇或香叶醇难以获得。从热力学上C＝C键的键能小于 C＝O键，液不利于生成羰基选择性加氢的产物。因此设计高选择性的加氢催化剂，来提高反应过程中对羰基的选择性加氢是解决上述问题的关键。

钌炭作为一种高活性的羰基加氢催化剂，在羰基加氢技术领域中被广泛的使用，但同时会产生非常大量的双键加氢产物。因此，如何实现羰基的选择性加氢是目前亟需解决的问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种钌炭催化剂，其对于羰基选择性加氢具有较高的选择性和较高的反应转化率。

还提供了一种钌炭催化剂的制备方法及其应用。

本发明的一个方面提供了一种钌炭催化剂，包括活性炭载体及负载于所述活性炭载体上的钌纳米颗粒和助催化剂，所述助催化剂为能够与钌离子配位的含磷和铁化合物；

在所述钌炭催化剂中，所述钌纳米颗粒的质量含量为1%~6%。

在其中一些实施例中，所述助催化剂为二茂铁膦配体。

在其中一些实施例中，所述助催化剂为双(二环己基膦)二茂铁和双(二苯基膦)二茂铁中的至少一种。

在其中一些实施例中，在所述钌炭催化剂中，所述助催化剂中的铁原子与所述钌纳米颗粒中的钌原子的物质的量之比为1:1。

一种钌炭催化剂的制备方法，包括如下步骤：

将活性炭载体在还原性溶剂或含还原剂的溶液中浸泡后取出；

将所述活性炭载体加入至含有钌离子和助催化剂的前驱体溶液中，浸渍，干燥，得到所述钌炭催化剂；所述助催化剂为能够与钌离子配位的含磷和铁化合物；所述钌炭催化剂包括所述活性炭载体及负载于所述活性炭载体上的钌纳米颗粒和所述助催化剂；在所述钌炭催化剂中，所述钌纳米颗粒的质量含量为1%~6%。

在其中一些实施例中，所述还原性溶剂为有机醇；所述含还原剂的溶液中的还原剂选自水合肼、甲酸及硼氢化物中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述含有钌离子和助催化剂的前驱体为含磷二茂铁钌的配合物。

在其中一些实施例中，所述含有钌离子和助催化剂的前驱体为双(二环己基膦)二茂铁氯化钌及双(二苯基膦)二茂铁氯化钌中的至少一种。

在其中一些实施例中，在将所述活性炭载体加入至所述前驱体溶液中的步骤之前，所述制备方法还包括将所述活性炭载体在浸泡后取出的步骤之后，于0℃~50℃晾干的步骤。

在其中一些实施例中，所述浸渍的温度为30℃~120℃；和/或