[发明专利]合成γ-戊内酯的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种合成γ-戊内酯的催化剂，其特征在于：所述催化剂为氮炭掺杂的Ni-ZnO-Al₂O₃；

其中，Ni:Zn:Al的质量比为m(Ni):m(Zn):m(Al)＝(15.98～3.26):(0.48～8.86):1，N元素的质量分数为0.41％～2.01％。

2.根据权利要求1所述的合成γ-戊内酯的催化剂，其特征在于：所述催化剂的比表面积为101～120m²/g，呈多级孔分布；其中，孔径2nm的孔占5％～12％，孔径为2nm～15nm的孔占57％～85％，其余为孔径大于15nm的孔。

3.权利要求1或2所述的合成γ-戊内酯的催化剂的制备方法，其特征在于，包括：

步骤一，将镍盐、锌盐、铝盐溶于去离子水与乙醇的混合溶液中配制镍盐混合溶液；然后依次加入尿素、造孔剂及络合剂，完全溶解后超声处理5min～30min，并加热至50℃～80℃，强力搅拌0.5h～1h，移入水热釜在100℃～150℃保温5h～20h；降温后，沉淀物分别经去离子去和乙醇离心洗涤3次～5次，置于80℃～120℃干燥箱中干燥3h～10h，后经压片成型，得到催化剂前驱体；

步骤二，将步骤一获得的催化剂前驱体装入管式炉中，在惰性气氛下，以1℃/min～5℃/min的升温速率，升至350℃～450℃下保持2h～6h；后在450℃～650℃，通入H₂体积分数20％～80％的H₂-N₂混合气，保持3h～12h，降至室温，得到氮炭掺杂的Ni-ZnO-Al₂O₃催化剂。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤一中，所述镍盐混合溶液中，Ni质量浓度4.79g/L～18.27g/L，Zn质量浓度1.44g/L～10.89g/L，Al质量浓度1g/L～3g/L。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤一中，所述去离子水与乙醇的混合溶液中，去离子水与乙醇的体积比为0.2:1～0.5:1。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤一中，所述尿素的加入量按每1L镍盐混合溶液加入25g～75g尿素计算。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤一中，所述的造孔剂选用CTAB、PVP及纳米纤维素的组合，造孔剂的加入量按每1L镍盐混合溶液加入CTAB的质量为1g～10g，PVP的质量为0.5g～5g，纳米纤维素的质量为0.1g～2g计算；其中，造孔剂纳米纤维素纤维长度为280μm～420μm，直径为15nm～35nm。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤一中，所述络合剂为2-甲基咪唑或2-乙基咪唑，络合剂的加入量按每1L镍盐混合溶液加入络合剂1g～3g计算。

9.权利要求1或2所述合成γ-戊内酯的催化剂在乙酰丙酸及其酯加氢合成γ-戊内酯反应中的应用。

10.一种γ-戊内酯的合成方法，其特征在于：以伯醇或仲醇为氢源和溶剂，权利要求1或2所述的氮炭掺杂的Ni-ZnO-Al₂O₃为催化剂，无氢气条件下，乙酰丙酸加氢合成γ-戊内酯；所述催化剂与乙酰丙酸的质量比为0.01:1～0.05:1；溶剂与乙酰丙酸的质量比为50:1～20:1；反应温度为120-210℃。