CN101884925A - 一种α-蒎烯加氢合成蒎烷催化剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种α-蒎烯加氢合成蒎烷催化剂及制备方法。其蒎烷催化剂组成为:非晶态NiB合金、ZrO2和Al2O3质量百分比分别为15-20%、20-30%和50-65%。将负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体和非晶态合金NiB相结合,充分利用复合载体的表面性能和非晶态加氢活性,直接在ZrO2/Al2O3复合载体上制备非晶态合金NiB,组成一种具有双功能的NiB/ZrO2/Al2O3催化剂,并将该双功能催化剂用于α-蒎烯加氢合成α-蒎烷。本发明原料价廉易得,制备工艺简单,加氢产物蒎烷是一种具有温和松针样气息的透明油状液体,可以衍生出二三十种萜烯香料,是合成香料和药物中间体如二氢月桂烯、芳樟醇、香茅醇和香茅醛等的主要原料。
Description
技术领域
本发明涉及催化材料与多相催化领域,特别是一种以α-蒎烯为原料催化加氢合成α-蒎烷负载型非晶态合金NiB/ZrO2/Al2O3催化剂的组成、制备方法和在该催化剂作用下加氢工艺条件。
背景技术
α-蒎烯加氢是精细化学工业中的一个重要反应,加氢产物蒎烷是一种具有温和松针样气息的透明油状液体,可以衍生出二三十种萜烯香料,是合成香料和药物中间体如二氢月桂烯、芳樟醇、香茅醇和香茅醛等的主要原料。有关α-蒎烯加氢制备蒎烷这一反应的研究很早就为人们所重视,通常采用铂碳、钯碳、Raney Ni等催化剂。但这些催化剂都存在着一定的不足,铂碳、钯碳等催化剂价格昂贵,工业化受到限制。雷尼镍作为蒎烯加氢的催化剂时,加氢压力高,操作条件苛刻,安全可靠性差;且高压设备投资大,易泄露,操作费用高,难以上规模,因此,开发新型催化剂,在常压实现α-蒎烯加氢具有重要的现实意义。非晶态合金由于具有独特的结构特征,在催化领域表现出优异的性能,尤其是在加氢反应中有可能取代在制备过程中污染环境,且使用不安全的骨架镍甚至贵金属催化剂,因而引起了人们的重视,但非晶态合金热稳定性较差,在300℃以上会晶态化。针对目前催化剂存在的上述缺点,在负载型纳米ZrO2/Al2O3载体表面直接制备NiB非晶态合金,用于α-蒎烯加氢合成α-蒎烷。
发明内容
本发明是将负载型纳米ZrO2/Al2O3复合载体和非晶态合金NiB相结合,充分利用复合载体的表面性能和非晶态加氢活性,直接在ZrO2/Al2O3复合载体上制备非晶态合金NiB,组成一种具有双功能的NiB/ZrO2/Al2O3催化剂,并将该双功能催化剂用于α-蒎烯加氢合成α-蒎烷。
本发明涉及的蒎烷催化剂的组成:非晶态NiB合金、ZrO2和Al2O3质量百分比分别为:15-20%、20-30%和50-65%。
具体步骤为:
(1)称取2.5g的ZrO2/Al2O3粉末加入到50ml的去离子水中,并不断搅拌直至形成悬浊液。然后加入硫酸镍溶液,以Ni的理论负载量为18%,充分搅拌8h后,在冰水浴中滴加15-20ml浓度为2mol/l的KBH4溶液,用NaOH溶液调制pH=12-13,反应结束,产物用蒸馏水洗至中性,再用无水乙醇洗3-5次,保存在无水乙醇中得负载型非晶态合金NiB/ZrO2/Al2O3催化剂;
(2)采用固定床反应装置,将0.2-0.5g步骤(1)制得的负载型非晶态合金NiB/ZrO2/Al2O3催化剂置于反应器的恒温段200-250℃,H2流量7-11ml/min,α-蒎烯用微量进样泵进样,液时空速为1.2-1.8h-1得蒎烷催化剂。
本发明原料价廉易得,制备工艺简单,加氢产物蒎烷是一种具有温和松针样气息的透明油状液体,可以衍生出二三十种萜烯香料,是合成香料和药物中间体如二氢月桂烯、芳樟醇、香茅醇和香茅醛等的主要原料。
具体实施方式
实施例:
催化剂的组成:非晶态NiB合金、ZrO2和Al2O3质量配比分别为:18%、25%和57%。
具体步骤:
(1)称取2.5g的ZrO2/Al2O3粉末加入到50ml的去离子水中,并不断搅拌直至形成悬浊液。然后加入硫酸镍溶液,以Ni的理论负载量为18%,充分搅拌8h后,在冰水浴中滴加16ml浓度为2mol/l的KBH4溶液,用NaOH溶液调制pH=12-13,反应结束,产物用蒸馏水洗至中性,再用无水乙醇洗3-5次,保存在无水乙醇中备用。催化剂的物理性能如下:
表1:NiB/ZrO2/Al2O3催化剂的性能
性能名称 | 性能指标 |
比表面积m2/g | 115.6 |
孔容cc/g | 1.42 |
平均孔径nm | 5.45 |
(2)采用固定床反应装置,将0.2g步骤(1)制得的负载型非晶态合金NiB/ZrO2/Al2O3催化剂置于反应器的恒温段200℃,H2流量10ml/min,用微量进样泵进样,液时空速为1.2h-1,常压下反应并收集产物。α-蒎烯的转化率达到91.6%,α-蒎烷选择性达到93.4%。
Claims (2)
1.一种蒎烷催化剂,其特征在于其组成为:非晶态NiB合金、ZrO2和Al2O3质量百分比分别为15-20%、20-30%和50-65%。
2.如权利要求1所述的蒎烷催化剂的制备方法,其特征在于具体步骤为:
(1)称取2.5g的ZrO2/Al2O3粉末加入到50ml的去离子水中,并不断搅拌直至形成悬浊液;然后加入硫酸镍溶液,以Ni的理论负载量为18%,充分搅拌8h后,在冰水浴中滴加15-20ml浓度为2mol/l的KBH4溶液,用NaOH溶液调制pH=12-13,反应结束,产物用蒸馏水洗至中性,再用无水乙醇洗3-5次,保存在无水乙醇中得负载型非晶态合金NiB/ZrO2/Al2O3催化剂;
(2)采用固定床反应装置,将0.2-0.5g步骤(1)制得的负载型非晶态合金NiB/ZrO2/Al2O3催化剂置于反应器的恒温段200-250℃,H2流量7-11ml/min,α-蒎烯用微量进样泵进样,液时空速为1.2-1.8h-1得蒎烷催化剂。
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