一種α-蒎烯加氫合成蒎烷催化劑及製備方法

2023-06-16 17:49:46

專利名稱：一種α-蒎烯加氫合成蒎烷催化劑及製備方法
技術領域：
本發明涉及催化材料與多相催化領域，特別是一種以α 「菔烯為原料催化加氫合 成α 「菔烷負載型非晶態合金NiB/&02/Al203催化劑的組成、製備方法和在該催化劑作用 下加氫工藝條件。
背景技術：
α -菔烯加氫是精細化學工業中的一個重要反應，加氫產物菔烷是一種具有溫和 松針樣氣息的透明油狀液體，可以衍生出二三十種萜烯香料，是合成香料和藥物中間體如 二氫月桂烯、芳樟醇、香茅醇和香茅醛等的主要原料。有關α-菔烯加氫製備菔烷這一反應 的研究很早就為人們所重視，通常採用鉬碳、鈀碳、Raney Ni等催化劑。但這些催化劑都存 在著一定的不足，鉬碳、鈀碳等催化劑價格昂貴，工業化受到限制。雷尼鎳作為菔烯加氫的 催化劑時，加氫壓力高，操作條件苛刻，安全可靠性差；且高壓設備投資大，易洩露，操作費 用高，難以上規模，因此，開發新型催化劑，在常壓實現α-菔烯加氫具有重要的現實意義。 非晶態合金由於具有獨特的結構特徵，在催化領域表現出優異的性能，尤其是在加氫反應 中有可能取代在製備過程中汙染環境，且使用不安全的骨架鎳甚至貴金屬催化劑，因而引 起了人們的重視，但非晶態合金熱穩定性較差，在300°C以上會晶態化。針對目前催化劑存 在的上述缺點，在負載型納米&02/Α1203載體表面直接製備NiB非晶態合金，用於α -菔烯 加氫合成α-菔烷。

發明內容
本發明是將負載型納米&02/Α1203複合載體和非晶態合金NiB相結合，充分利用 複合載體的表面性能和非晶態加氫活性，直接在&02/Α1203複合載體上製備非晶態合金 NiB,組成一種具有雙功能的NiB/&02/Al203催化劑，並將該雙功能催化劑用於α _菔烯加 氫合成α-菔烷。本發明涉及的菔烷催化劑的組成非晶態NiB合金、ZrO2和Al2O3質量百分比分別 為15-20%、20-30%和 50-65% ο具體步驟為(1)稱取2. 5g的&02/Α1203粉末加入到50ml的去離子水中，並不斷攪拌直至形成 懸濁液。然後加入硫酸鎳溶液，以Ni的理論負載量為18%，充分攪拌8h後，在冰水浴中滴 加15-20ml濃度為2mol/l的KBH4溶液，用NaOH溶液調製pH = 12-13，反應結束，產物用蒸 餾水洗至中性，再用無水乙醇洗3-5次，保存在無水乙醇中得負載型非晶態合金NiBArO2/ Al2O3催化劑；(2)採用固定床反應裝置，將0.2-0. 5g步驟(1)製得的負載型非晶態合金NiB/ ZrO2Al2O3催化劑置於反應器的恆溫段200-250°C，H2流量7-llml/min，α -菔烯用微量進 樣泵進樣，液時空速為1. 2-1. StT1得菔烷催化劑。本發明原料價廉易得，製備工藝簡單，加氫產物菔烷是一種具有溫和松針樣氣息的透明油狀液體，可以衍生出二三十種萜烯香料，是合成香料和藥物中間體如二氫月桂烯、 芳樟醇、香茅醇和香茅醛等的主要原料。
具體實施例方式實施例催化劑的組成非晶態NiB合金、&02和Al2O3質量配比分別為18%、25%和 57%。具體步驟(1)稱取2. 5g的&02/Α1203粉末加入到50ml的去離子水中，並不斷攪拌直至形成 懸濁液。然後加入硫酸鎳溶液，以Ni的理論負載量為18%，充分攪拌8h後，在冰水浴中滴 加16ml濃度為2mol/l的KBH4溶液，用NaOH溶液調製pH = 12-13，反應結束，產物用蒸餾 水洗至中性，再用無水乙醇洗3-5次，保存在無水乙醇中備用。催化劑的物理性能如下表1 :NiB/Zr02/Al203 催化劑的性能 (2)採用固定床反應裝置，將0.2g步驟(1)製得的負載型非晶態合金NiBArO2/ Al2O3催化劑置於反應器的恆溫段200°C，H2流量lOml/min，用微量進樣泵進樣，液時空速 為Uh、常壓下反應並收集產物。α-菔烯的轉化率達到91.6%，α _菔烷選擇性達到 93. 4%。
權利要求
一種蒎烷催化劑，其特徵在於其組成為非晶態NiB合金、ZrO2和Al2O3質量百分比分別為15-20％、20-30％和50-65％。
2.如權利要求1所述的菔烷催化劑的製備方法，其特徵在於具體步驟為(1)稱取2.5g的&02/Α1203粉末加入到50ml的去離子水中，並不斷攪拌直至形成懸 濁液；然後加入硫酸鎳溶液，以M的理論負載量為18%，充分攪拌8h後，在冰水浴中滴加 15-20ml濃度為2mol/l的!《扎溶液，用NaOH溶液調製pH = 12-13，反應結束，產物用蒸餾水 洗至中性，再用無水乙醇洗3-5次，保存在無水乙醇中得負載型非晶態合金NiB/&02/Al203 催化劑；(2)採用固定床反應裝置，將0.2-0. 5g步驟(1)製得的負載型非晶態合金NiB/Zr02/ Al2O3催化劑置於反應器的恆溫段200-250°C，H2流量7-llml/min，α-菔烯用微量進樣泵 進樣，液時空速為1. 2-1. Sh-1得菔烷催化劑。全文摘要
本發明公開了一種α-蒎烯加氫合成蒎烷催化劑及製備方法。其蒎烷催化劑組成為非晶態NiB合金、ZrO2和Al2O3質量百分比分別為15-20％、20-30％和50-65％。將負載型納米ZrO2/Al2O3複合載體和非晶態合金NiB相結合，充分利用複合載體的表面性能和非晶態加氫活性，直接在ZrO2/Al2O3複合載體上製備非晶態合金NiB，組成一種具有雙功能的NiB/ZrO2/Al2O3催化劑，並將該雙功能催化劑用於α-蒎烯加氫合成α-蒎烷。本發明原料價廉易得，製備工藝簡單，加氫產物蒎烷是一種具有溫和松針樣氣息的透明油狀液體，可以衍生出二三十種萜烯香料，是合成香料和藥物中間體如二氫月桂烯、芳樟醇、香茅醇和香茅醛等的主要原料。
文檔編號B01J23/755GK101884925SQ20101022333
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月9日 優先權日2010年7月9日
發明者李凝, 馬慶豐 申請人:桂林理工大學