CN104437467A - 加氢催化剂及其应用、脱氢催化剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加氢催化剂及其应用、脱氢催化剂及其应用。该加氢催化剂包括过渡金属氧化物，和/或由过渡金属氧化物经氢化处理而制得的氢化青铜化合物。由于采用的过渡金属氧化物和/或氢化青铜化合物均具有较低的成本，因此上述加氢催化剂适应于大规模工业化应用。且出于特殊的催化加氢原理，具有较高的加氢转化率和加氢选择性。此外，由于S、N、P等杂原子不易在过渡金属氧化物和氢化青铜化合物表面进行化学吸附，能够避免其对催化剂进行毒化，使得加氢催化剂具有较高的抗毒化能力。

Description

加氢催化剂及其应用、脱氢催化剂及其应用

技术领域

本发明涉及加氢、脱氢催化剂领域，具体而言，涉及一种加氢催化剂及其应用、脱氢催化剂及其应用。

背景技术

催化加氢技术不仅仅在石油化工、石油炼制上有着广泛的应用，在精细化工上也得到了不断开发和应用。设计性能优异的加氢催化剂是催化加氢的关键技术之一。

现有的加氢催化剂大多采用过渡金属或贵金属作为活性组分，或者，为了分散和稳定活性组分把这些活性组分负载到载体上。应用最广泛的骨架镍加氢催化剂具有很大的比表面积，表面有大量的活化氢。然而，镍本身的活性较高，容易氧化失活，因此需要采用有机溶剂或钝化的方法保护。以贵金属为活性组分的加氢催化剂，成本昂贵，限制了其推广使用，仅适用于高附加值产品。且贵金属对杂质很敏感，少量杂质如H₂S、NH₃等化合物的存在就会使催化剂中毒失活、寿命缩短。作为上述骨架镍加氢催化剂的替代品，目前使用的催化剂大多以氧化铝和氧化硅为载体，加氢性能不高，在低温条件下加氢效率较低，如果提高温度就会导致副反应的发生，导致目标产物的选择性较低。

综上所述，有必要提供一种低成本、加氢转化率较高、加氢选择性较高及抗毒化能力较高的加氢催化剂。

发明内容

本发明旨在提供一种加氢催化剂及其应用、脱氢催化剂及其应用，以解决现有技术中加氢催化剂成本高、加氢转化率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种加氢催化剂，其包括过渡金属氧化物，和/或由过渡金属氧化物经氢化处理而制得的氢化青铜化合物。

进一步地，过渡金属氧化物为Nb₂O₅、V₂O₅、MnO₂、MoO₃、Ta₂O₅、及WO₃中的一种或多种；氢化青铜化合物为H_xNb₂O₅、H_xV₂O₅、H_xMnO₂、H_xMoO₃、H_xTa₂O₅、及H_xWO₃中的一种或多种，其中，0＜x≤4。

进一步地，加氢催化剂还包括第一助催化剂，第一助催化剂为Fe、Co、Ni、Pt、Ir、Pd、Rh及Ru中的一种或多种；优选地，第一助催化剂占加氢催化剂总质量的0.001～10％。

进一步地，加氢催化剂还包括第二助催化剂，第二助催化剂为WC、W₂N、WS₂、Mo₂C、Mo₂N及MoS₂中的一种或多种；优选地，第二助催化剂占加氢催化剂总质量的0.001～15％。

进一步地，加氢催化剂还包括催化剂载体，催化剂载体为Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、Cr₂O₃、Fe₂O₃、CoO、NiO、CuO、ZrO₂及活性炭中的一种或多种；优选地，催化剂载体占加氢催化剂总质量的20～85％。

根据本发明的另一方面，提供了一种加氢催化剂在催化加氢反应中的应用，其中，该加氢催化剂用于催化含C＝O双键的有机化合物、烯烃、炔烃、不饱和芳香烃、不饱和杂环化合物、CO或CO₂的加氢反应。

根据本发明的另一方面，又提供了一种脱氢催化剂，其包括过渡金属氧化物。

进一步地，过渡金属氧化物为Nb₂O₅、V₂O₅、MnO₂、MoO₃、Ta₂O₅、及WO₃中的一种或多种。

进一步地，脱氢催化剂还包括第一助催化剂，第一助催化剂为Fe、Co、Ni、Pt、Ir、Pd、Rh及Ru中的一种或多种；优选地，第一助催化剂占脱氢催化剂总质量的0.001～10％。

进一步地，脱氢催化剂还包括第二助催化剂，第二助催化剂为WC、W₂N、WS₂、Mo₂C、Mo₂N及MoS₂中的一种或多种；优选地，第二助催化剂占脱氢催化剂总质量的0.001～15％。

进一步地，脱氢催化剂还包括催化剂载体，催化剂载体为Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、Cr₂O₃、Fe₂O₃、CoO、NiO、CuO、ZrO₂及活性炭中的一种或多种；优选地，催化剂载体占脱氢催化剂总质量的20～85％。

根据本发明的另一方面，进一步提供了一种脱氢催化剂在催化脱氢反应中的应用，其中，该脱氢催化剂用于催化氢化化合物的脱氢反应；氢化化合物为含C＝O双键的有机化合物、烯烃、炔烃、不饱和芳香烃、不饱和杂环化合物、CO或CO₂的加氢产物。

本发明所提供的加氢催化剂，包括过渡金属氧化物和/或由其经氢化处理而制得的氢化青铜化合物。过渡金属氧化物经氢质子嵌入后很容易形成氢化青铜化合物，该氢化青铜化合物在温和条件下具有良好的质子迁移能力。将其用作加氢催化剂催化加氢反应时，氢原子可以从催化剂上转移到加氢反应物，完成反应物的加氢过程。同时，反应体系中的氢气分解形成的氢原子不断地补充至催化剂中，进一步形成氢化青铜化合物H_xM_mO_n，继续催化待反应物的加氢过程。本发明所提供的上述加氢催化剂，采用的过渡金属氧化物和/或氢化青铜化合物均具有较低的成本。且出于特殊的催化加氢原理，具有较高的加氢转化率和加氢选择性。此外，由于S、N、P等杂原子不易在过渡金属氧化物和氢化青铜化合物表面进行化学吸附，能够避免其对催化剂进行毒化，使得加氢催化剂具有较高的抗毒化能力。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

正如背景技术部分所介绍的，现有技术中的加氢催化剂存在成本高、加氢转化率低、选择性较低、催化剂易中毒等问题。为了解决这一问题，本发明提供了一种加氢催化剂，其包括过渡金属氧化物，和/或由过渡金属氧化物经氢化处理而制得的氢化青铜化合物。

本发明中术语“过渡金属氧化物”具有其常规意义，其具有通式M_mO_n(M指过渡金属原子)。术语“氢化青铜化合物”是指将金属原子具有可变价态的过渡金属氧化物进行氢化处理后形成同时拥有不同价态金属原子存在的非整比三元化合物，其具有通式H_xM_mO_n。对过渡金属氧化物进行加氢处理时，能够使过渡金属氧化物与氢气之间发生反应：

M_mO_n+H₂→H_xM_mO_n。

过渡金属氧化物经氢质子嵌入后很容易形成氢化青铜化合物，该氢化青铜化合物在温和条件下具有良好的质子迁移能力。将其用作加氢催化剂催化加氢反应时，氢原子可以从催化剂上转移到加氢反应物，完成反应物的加氢过程。同时，反应体系中的氢气分解形成的氢原子不断地补充至催化剂中，进一步形成氢化青铜化合物H_xM_mO_n，继续催化待反应物的加氢过程。本发明所提供的上述加氢催化剂，采用的过渡金属氧化物或氢化青铜化合物均具有较低的成本。且出于特殊的催化加氢原理，具有较高的加氢转化率和加氢选择性。此外，由于S、N、P等杂原子不易在过渡金属氧化物和氢化青铜化合物表面进行化学吸附，能够避免其对催化剂进行毒化，使得加氢催化剂具有较高的抗毒化能力。

上述加氢催化剂中，当包括过渡金属氧化物时，在加氢反应过程中，过渡金属氧化物会先被氢化，形成氢化青铜化合物后，对反应物进行催化加氢。在实际操作过程中，当包括过渡金属氧化物时，可以先对催化剂中的过渡金属氧化物进行氢化处理，后将氢化处理产生的氢化青铜化合物作为催化剂加至反应体系。更优选地，由于加氢反应体系中存在氢气，可以直接将上述过渡金属氧化物加至反应体系中。在反应的过程中，过渡金属氧化物会首先完成氢化生成氢化青铜化合物，从而对反应物进行催化加氢。此外，基于独特的催化加氢原理，本发明所提供的上述加氢催化剂中，当同时包括过渡金属氧化物和氢化青铜化合物时，二者可以是任意比例。

本发明上述加氢催化剂中，过渡金属氧化物可以是任意的过渡金属氧化物，只要其具有质子嵌入和脱出的能力即可。在一种优选的实施方式中，上述加氢催化剂中，过渡金属氧化物为Nb₂O₅、V₂O₅、MnO₂、MoO₃、Ta₂O₅、及WO₃中的一种或多种；氢化青铜化合物为H_xNb₂O₅、H_xV₂O₅、H_xMnO₂、H_xMoO₃、H_xTa₂O₅、及H_xWO₃中的一种或多种，其中，0＜x≤4。上述几种过渡金属氧化物在温和的条件下具有良好的质子迁移能力，将其和/或其经氢化产物(氢化青铜化合物)作为加氢催化剂时，加氢反应时的操作条件较为温和。此外，这几种过渡金属氧化物较为廉价，更适于在大规模加氢反应中应用。

本发明所提供的上述加氢催化剂中，只要含有上述过渡金属氧化物和/或氢化青铜化合物，就能够在一定程度上改善对化合物的催化加氢效率、加氢转化率、加氢选择性及抗毒化能力。在一种优选的实施方式中，上述加氢催化剂还包括第一助催化剂，第一助催化剂为Fe、Co、Ni、Pt、Ir、Pd、Rh及Ru中的一种或多种；优选地，第一助催化剂占加氢催化剂总质量的0.001～10％。在上述加氢催化剂上负载微量金属，在后期的加氢反应中，这些金属能够促进氢分子的分解，从而增加与过渡金属氧化物进行反应的氢原子数量，提高氢化青铜化合物H_xM_mO_n的氢含量。同时，该第一助催化剂还能够降低过渡金属氧化物加氢过程的反应活化能，从而能够促使氢原子更容易地进攻过渡金属氧化物，形成氢化青铜化合物H_xM_mO_n，并能够更及时地补充H_xM_mO_n中因催化加氢而转移至化合物中的氢原子。两方面的因素均有利于反应向加氢方向进行。此外，在氢化青铜化合物H_xM_mO_n上负载微量金属，加氢反应的条件更温和，所需温度和压力与传统催化剂相比更低。需要说明的是，加入的微量金属仅是为了加快氢分子分解，并降低氢原子进攻过渡金属氧化物形成氢化产物的活化能，依此提高H_xM_mO_n中的氢含量和氢原子补充速率。而不作为加氢催化材料的主体活性物质。氢化青铜化合物H_xM_mO_n才是加氢催化剂中的关键活性物质。

以下对本发明所提供的加氢催化剂和传统的过渡金属或贵金属加氢催化剂的催化加氢过程进行详细对比：

以过渡金属或贵金属作为活性物质的加氢催化剂催化的加氢反应过程如下：金属先催化分解氢分子，分解后的氢原子从金属表面解吸并进攻附近的待加氢反应物形成加氢产物。由于过渡金属或贵金属富有电子，使得分解后的氢原子带负电，因此过渡金属或贵金属加氢催化剂催化加氢的过程实为亲核反应过程。与之不同的是，本发明所提供的加氢催化剂包括上述过渡金属氧化物和/或由该过渡金属氧化物经氢化处理形成的H_xM_mO_n。其催化加氢反应时，活性成分为氢化青铜化合物H_xM_mO_n。该氢化青铜化合物对附近的待加氢反应物进行加氢，而负载在氢化青铜化合物上的微量金属促进氢分子分解，并降低氢原子进攻过渡金属氧化物进行反应的活化能，使产生的氢原子能够及时补充氢化青铜化合物中的氢含量。由于氢化青铜化合物H_xM_mO_n中的氢原子带正电，因此本发明所提供的加氢催化剂的催化加氢过程实为亲电反应过程。

待加氢化合物在氢化青铜化合物H_xM_mO_n上发生吸附后，氢原子从富氢的氢化青铜化合物上转移到待加氢化合物的分子上从而完成加氢过程。正因如此，本发明所提供的加氢催化剂同时还具有较高的加氢选择性。相比于传统的Pd/Al₂O₃、Ru/Al₂O₃等加氢催化剂，本发明所提供的加氢催化剂具有较高的加氢效率和加氢选择性。另外，由于S、N、P等杂原子不易在氢化青铜化合物H_xM_mO_n表面进行化学吸附，能够避免其对催化剂进行毒化，相应地，本发明所提供的加氢催化剂能够对含有杂原子的待加氢反应物进行加氢而不失活，具有较长的寿命和稳定性。

本发明所提供的上述加氢催化剂中，只要含有第一助催化剂，就能够进一步提高加氢催化剂的加氢效率。在一种优选的实施方式中，上述加氢催化剂还包括第二助催化剂，第二助催化剂为WC、W₂N、WS₂、Mo₂C、Mo₂N及MoS₂中的一种或多种；优选地，第二助催化剂占加氢催化剂总质量的0.001～15％。该第二助催化剂能够进一步降低过渡金属氧化物在加氢过程中与氢原子反应的反应活化能，从而能够促使氢原子更容易地进攻过渡金属氧化物，形成氢化青铜化合物。在氢化青铜化合物H_xM_mO_n上负载第二助催化剂，能够进一步提高加氢催化剂的催化效率和加氢反应的转化率。

本发明所提供的上述加氢催化剂中，只要含有主活性成分(过渡金属氧化物和/或氢化青铜化合物)和可选的助催化剂即可。在一种优选的实施方式中，上述加氢催化剂还包括催化剂载体，催化剂载体为Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、Cr₂O₃、Fe₂O₃、CoO、NiO、CuO、ZrO₂及活性炭中的一种或多种；优选地，催化剂载体占加氢催化剂总质量的20～85％。以上述氧化物作为催化剂载体，能够使上述活性成分氢化青铜化合物H_xM_mO_n在载体上形成更好的分散状态，有利于进一步提高活性成分与待加氢化合物的接触面，从而进一步提高加氢效率。

上述加氢催化剂的制备方法可以是本领域技术人员所惯用的制备方法，例如：对于负载第一助催化剂的制备方法，可采用含有助催化剂组分的可溶性盐溶液与主催化剂混合浸渍，再通过干燥，还原，得到所需加氢催化剂。对于负载第二助催化剂的制备方法，可采用加溶液混合的方式或者直接物理混合方式得到。具体细节和条件，本领域的技术人员都可以找出，此处不再赘述。

另外，本发明还提供了上述加氢催化剂在催化加氢反应中的应用，其中，该加氢催化剂用于催化含C＝O双键的有机化合物、烯烃、炔烃、不饱和芳香烃、不饱和杂环化合物、CO或CO₂的加氢反应。出于特殊的催化加氢原理，采用本发明上述加氢催化剂对这些化合物进行催化加氢，其均具有较高的催化转化率和催化效率。同时，上述加氢催化剂的成本较低，更适于在大规模催化加氢反应中应用。

另外，本发明又提供了一种脱氢催化剂，其中，脱氢催化剂包括过渡金属氧化物。催化加氢的过程和催化脱氢过程实为一对可逆化学过程，且过渡金属氧化物能够良好地可逆蓄氢。脱氢反应在无氢气的条件下进行，在此条件下，前文所述的加氢反应能够发生逆向反应，即脱氢反应。具体地，以上述脱氢催化剂催化氢化化合物的脱氢反应，能够将氢化化合物中的氢原子脱去形成氢分子后转移至过渡金属氧化物中形成氢化青铜化合物，实现脱氢目的。

上述脱氢催化剂中，采用的过渡金属氧化物可以是任意的过渡金属氧化物，只要其具有质子的嵌入和脱出能力即可。在一种优选的实施方式中，上述过渡金属氧化物为Nb₂O₅、V₂O₅、MnO₂、MoO₃、Ta₂O₅、及WO₃中的一种或多种。这几种过渡金属氧化物较为廉价，在温和的条件下具有良好的质子迁移能力，将其作为脱氢催化剂进行反应时的操作条件更为温和。

本发明所提供的上述脱氢催化剂，只要含有过渡金属氧化物，就能够在一定程度上提高脱氢反应的效率和转化率。在一种优选的实施方式中，上述脱氢催化剂还包括第一助催化剂，第一助催化剂为Fe、Co、Ni、Pt、Ir、Pd、Rh及Ru中的一种或多种；优选地，第一助催化剂占脱氢催化剂总质量的0.001～10％。在过渡金属氧化物上负载微量金属，有利于降低氢原子进攻过渡金属氧化物进行反应时的活化能，这就能够使氢原子更容易与过渡金属氧化物进行反应。从而能够进一步提高对氢化化合物的脱氢效率和脱氢转化率。

在一种优选的实施方式中，上述脱氢催化剂还包括第二助催化剂，第二助催化剂为WC、W₂N、WS₂、Mo₂C、Mo₂N及MoS₂中的一种或多种；优选地，第二助催化剂占脱氢催化剂总质量的0.001～15％。如前文所述，第一助催化剂和第二助催化剂都能够降低过渡金属氧化物在加氢形成氢化青铜化合物过程中的反应活化能，从而能够促使氢原子更容易地进攻过渡金属氧化物，形成氢化青铜化合物。基于此，在脱氢反应过程中，该第一助催化剂和第二助催化剂能够促使从待脱氢分子中分解出来的氢原子更容易地进攻过渡金属氧化物，实现脱氢。

在一种优选的实施方式中，上述脱氢催化剂还包括催化剂载体，催化剂载体为Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、Cr₂O₃、Fe₂O₃、CoO、NiO、CuO、ZrO₂及活性炭中的一种或多种；优选地，催化剂载体占脱氢催化剂总质量的20～85％。加入催化剂载体，有利于使脱氢催化剂形成良好的分散状态，从而进一步提高加氢产物的脱氢速率。

另外，本发明进一步提供了一种上述脱氢催化剂在催化脱氢反应中的应用，其中，脱氢催化剂用于催化氢化化合物的脱氢反应；氢化化合物为含C＝O双键的有机化合物、烯烃、炔烃、不饱和芳香烃、不饱和杂环化合物、CO或CO₂的加氢产物。应用本发明上述脱氢催化剂对上述氢化化合物进行催化脱氢，具有较高的脱氢效率和脱氢转化率。

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。

实施例1至14中对过渡金属氧化物进行了氢化处理，制备了含有不同助催化剂或催化剂载体的氢化青铜化合物

实施例1至12(高压氢化制备)

称取一定量过渡金属氧化物置于高压反应釜中，向其中选择性的加入第一助催化剂、第二助催化剂及催化剂载体。排去空气后，向反应釜中通入氢气升压至不同的压力，在不同的温度下反应6h，得到相应的负载第一助催化剂或第二助催化剂的氢化青铜化合物H_xM_mO_n，并测量x值。不同实施例中的反应工艺条件和H_xM_mO_n中的x值如表1所示：

表1

实施例13和14(常压氢化制备)

实施例13

称取一定量的0.5wt％Pd/MoO₃置于坩埚中，放入管式炉过通Ar/H₂(H₂10％)混合气，预处理30分钟，开始升温至120℃，保持2h，得到负载Pd的氢化青铜化合物H_xMoO₃，并测量x值为0.52。

实施例14

称取一定量的0.5wt％Pd/WO₃置于坩埚中，放入管式炉过通Ar/H₂(H₂10％)混合气，预处理30分钟，开始升温至120℃，保持2h，得到负载Pd的氢化青铜化合物H_xWO₃，并测量x值为0.15。

实施例15至48为采用本发明所提供的加氢催化剂催化不同化合物的加氢反应

其中，实施例15至23为对环己烯进行的加氢反应

实施例15至23

取加氢催化剂，按质量比催化剂:原料＝1:10的比例取环己烯，共同装入高压反应釜中。通入放出氢气3次以排除空气，再通氢气升压至一定压力，升温至一定温度。同时，调节搅拌转速至600r/min，反应一定时间后，使用GC-MS检测加氢产物。加氢催化剂的种类、反应工艺参数及反应结果如表2所示：

表2

实施例24至28为对苯进行的加氢反应

取加氢催化剂，按质量比催化剂:原料＝1:10的比例加入一定量的苯，共同装入高压反应釜中。通放氢气3次排除空气，再通氢气升压至一定压力，升温至一定温度。同时，调节搅拌转速至600r/min，反应一定时间后，使用GC-MS检测加氢产物。加氢催化剂的种类、反应工艺参数及反应结果如表3所示：

表3

实施例29至32为对丙醛进行的加氢反应

取加氢催化剂，按质量比催化剂:原料＝1:10的比例加入一定量的丙醛，共同装入高压反应釜中。通放氢气3次排除空气，再通氢气升压至一定压力，升温至一定温度。同时，调节搅拌转速至600r/min，反应一定时间后，使用GC-MS检测加氢产物。加氢催化剂的种类、反应工艺参数及反应结果如表4所示：

表4

实施例33至36为对丙酮进行的加氢反应

取加氢催化剂，按质量比催化剂:原料＝1:10的比例加入一定量的丙醛，共同装入高压反应釜中。通放氢气3次排除空气，再通氢气升压至一定压力，升温至一定温度。同时，调节搅拌转速至600r/min，反应一定时间后，使用GC-MS检测加氢产物为异丙醇。加氢催化剂的种类、反应工艺参数及反应结果如表5所示：

表5

实施例37至39为对丙烯醛进行的加氢反应

实施例37和39

将MoO₃在300℃通H₂预处理3h得H_xMoO₃，其中x值为0.5。

取加氢催化剂，按质量比催化剂:原料＝1:10的比例加入一定量的丙烯醛，共同装入高压反应釜中。通放氢气3次排除空气，再通氢气升压至一定压力，升温至一定温度。同时，调节搅拌转速至600r/min，反应一定时间后，使用GC-MS检测加氢产物。加氢催化剂的种类、反应工艺参数及反应结果如表6所示：

表6

由表6中的数据可知，以单纯的H_xMoO₃对丙烯醛选择加氢，产物为丙醇；以负载第一助催化剂的0.5％Pd/H_xMoO₃为催化剂对丙烯醛加氢更倾向于生成丙醛。

实施例39

取0.5％Pd/H_0.5WO₃，按质量比催化剂:原料＝1:10的比例加入一定量的丙烯醛，共同装入高压反应釜中。通放氢气3次排除空气，再通氢气升压至0.5MPa，升温至80℃。同时，调节搅拌转速至600r/min，反应6h后，使用GC-MS检测加氢产物。加氢产物为丙醛，转化率为85％。

实施例40至44为对不饱和杂环化合物进行的加氢反应

实施例40和44

N-乙基咔唑催化加氢

取催化剂按质量比催化剂:原料＝1:10的比例加入N-乙基咔唑，共同装入高压反应釜中。通放氢气3次排除空气，再通氢气升压至一定压力，升温至一定温度。同时，调节搅拌转速至600r/min，反应一定时间后，使用GC-MS检测加氢产物。加氢催化剂的种类、反应工艺参数及反应结果如表7所示：

表7

由表7中的数据可知，压力升高，加氢速度明显提升；适量增加贵金属负载量可促进氢化青铜化合物更快地形成从而有利于加氢速度的提升。

实施例45至48为对实施例39中制备的全氢化N-乙基咔唑进行催化脱氢

实施例45至48

取脱氢催化剂，按质量比催化剂:原料＝1:10的比例加入一定量的全氢化N-乙基咔唑，装入反应器中，接冷凝，并以600r/min搅拌，升温至目标温度，反应一定时间后，使用GC-MS检测加氢产物。脱氢催化剂的种类、反应工艺参数及反应结果如表8所示：

表8

从以上的数据中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：采用本发明所提供的加氢催化剂催化不同种类化合物的加氢反应，其反应条件较为温和，转化率较高，选择性较高。同时，以本发明所提供的脱氢催化剂催化氢化化合物的脱氢反应，同样具有较高的脱氢效率。

本发明所提供的加氢/脱氢催化剂，通过氢质子在催化剂和反应物之间的迁移和转移，提高了反应的加氢/脱氢效率和选择性，降低了成环、碳化和开环反应等副反应的可能性。使其在加氢/脱氢催化剂上具有广泛的应用前景。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种加氢催化剂，其特征在于，包括过渡金属氧化物，和/或由所述过渡金属氧化物经氢化处理而制得的氢化青铜化合物。

2.根据权利要求1所述的加氢催化剂，其特征在于，所述过渡金属氧化物为Nb₂O₅、V₂O₅、MnO₂、MoO₃、Ta₂O₅、及WO₃中的一种或多种；所述氢化青铜化合物为H_xNb₂O₅、H_xV₂O₅、H_xMnO₂、H_xMoO₃、H_xTa₂O₅、及H_xWO₃中的一种或多种，其中，0＜x≤4。

3.根据权利要求1或2所述的加氢催化剂，其特征在于，所述加氢催化剂还包括第一助催化剂，所述第一助催化剂为Fe、Co、Ni、Pt、Ir、Pd、Rh及Ru中的一种或多种；优选地，所述第一助催化剂占所述加氢催化剂总质量的0.001～10％。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的加氢催化剂，其特征在于，所述加氢催化剂还包括第二助催化剂，所述第二助催化剂为WC、W₂N、WS₂、Mo₂C、Mo₂N及MoS₂中的一种或多种；优选地，所述第二助催化剂占所述加氢催化剂总质量的0.001～15％。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的加氢催化剂，其特征在于，所述加氢催化剂还包括催化剂载体，所述催化剂载体为Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、Cr₂O₃、Fe₂O₃、CoO、NiO、CuO、ZrO₂及活性炭中的一种或多种；优选地，所述催化剂载体占所述加氢催化剂总质量的20～85％。

6.一种权利要求1至5中任一项所述的加氢催化剂在催化加氢反应中的应用，其特征在于，所述加氢催化剂用于催化含C＝O双键的有机化合物、烯烃、炔烃、不饱和芳香烃、不饱和杂环化合物、CO或CO₂的加氢反应。

7.一种脱氢催化剂，其特征在于，所述脱氢催化剂包括过渡金属氧化物。

8.根据权利要求7所述的脱氢催化剂，其特征在于，所述过渡金属氧化物为Nb₂O₅、V₂O₅、MnO₂、MoO₃、Ta₂O₅、及WO₃中的一种或多种。

9.根据权利要求7或8所述的脱氢催化剂，其特征在于，所述脱氢催化剂还包括第一助催化剂，所述第一助催化剂为Fe、Co、Ni、Pt、Ir、Pd、Rh及Ru中的一种或多种；优选地，所述第一助催化剂占所述脱氢催化剂总质量的0.001～10％。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的脱氢催化剂，其特征在于，所述脱氢催化剂还包括第二助催化剂，所述第二助催化剂为WC、W₂N、WS₂、Mo₂C、Mo₂N及MoS₂中的一种或多种；优选地，所述第二助催化剂占所述脱氢催化剂总质量的0.001～15％。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的脱氢催化剂，其特征在于，所述脱氢催化剂还包括催化剂载体，所述催化剂载体为Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、Cr₂O₃、Fe₂O₃、CoO、NiO、CuO、ZrO₂及活性炭中的一种或多种；优选地，所述催化剂载体占所述脱氢催化剂总质量的20～85％。

12.一种权利要求7至11中任一项所述的脱氢催化剂在催化脱氢反应中的应用，其特征在于，所述脱氢催化剂用于催化氢化化合物的脱氢反应；所述氢化化合物为含C＝O双键的有机化合物、烯烃、炔烃、不饱和芳香烃、不饱和杂环化合物、CO或CO₂的加氢产物。