CN108057448B - 一种肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇用催化剂及其应用 - Google Patents

一种肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇用催化剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇用催化剂以及该催化剂于肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇反应中的应用。所述催化剂以ZnxFe1‑xOy为载体担载金，分子式为Au/ZnxFe1‑ xOy，0≤x≤1；0≤y≤1.5。制备方法是采用共沉淀法制备ZnxFe1‑xOy载体，再采用沉积沉淀法将Au担载于ZnxFe1‑xOy载体上。肉桂醛加氢反应条件为，催化剂为Au/ZnxFe1‑xOy，0≤x≤1；0≤y≤1.5，异丙醇为溶剂，反应温度为120‑160℃，氢气压力为1‑2MPa，搅拌反应5‑15h。本发明原料廉价易得，催化剂制备过程设计的简单巧妙，反应条件温和，催化剂具有良好的活性。

Description

一种肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇用催化剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇用催化剂以及该催化剂应用于肉桂醛选择性加氢反应合成肉桂醇。
背景技术
本发明涉及一种肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇用催化剂以及该催化剂应用于肉桂醛选择性加氢反应合成肉桂醇。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇用催化剂以及该催化剂于肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇反应中的应用。本发明原料廉价易得，催化剂制备过程设计的简单巧妙，反应条件温和，催化剂具有良好的活性。
本发明采用的技术方案是：
一种肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇用催化剂：催化剂以ZnxFe1-xOy为载体担载金，分子式为Au/ZnxFe1-xOy，0≤x≤1；0≤y≤1.5。
金的负载量为1~3 wt%，其余为载体。
采用共沉淀法制备ZnxFe1-xOy载体，采用沉积沉淀法将Au担载于ZnxFe1-xOy载体上。
共沉淀法制备ZnxFe1-xOy载体是以Na2CO3为沉淀剂，以Zn(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O为原料，将Zn(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液加入到Na2CO3溶液中形成沉淀，反应温度50-80oC，沉淀经过洗涤，过滤，70-120 oC干燥8-24 h，300-500 oC焙烧3-5 h。
采用沉积沉淀法将Au担载于ZnxFe1-xOy载体上，首先将温度为50-70 oC的氯金酸溶液的pH调节到5-7，再往溶液中加入载体，继续调节pH调节到7-8，50-70 oC恒温搅拌，陈化1-2 h，固体颗粒经过洗涤，过滤，70-120 oC干燥8-24 h，250-400 oC焙烧3-5 h得到催化剂。
优选的复合氧化物载体为Zn0.7Fe0.3Oy，1<y<1.5。
本发明还提供一种上述催化剂于肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇反应中的应用。
肉桂醛加氢反应条件为，催化剂为Au/ZnxFe1-xOy，0≤x≤1；0≤y≤1.5，正壬烷作内标，异丙醇为溶剂，反应温度为120-160 oC，氢气压力为1-2 MPa，搅拌反应5-15 h。
具体实施方式
实施例1
将17.85 g Zn(NO3)2·6H2O溶解在600 mL去离子水中，将7.63 g Na2CO3溶解在720mL去离子水中，将两种溶液同时加热至50～80 oC，再将Zn(NO3)2溶液加入到Na2CO3溶液中，50～80 oC恒温搅拌1 h，沉淀经过洗涤，过滤，120 oC干燥过夜，300 oC焙烧4 h得到ZnO。
配制2 mM的HAuCl4溶液100 mL，将溶液加热至50~70 oC，调节溶液的pH至5，往溶液中加入1.29-3.96 g ZnO载体，继续调节pH至7~8，50~70 oC恒温搅拌1 h，固体颗粒经过洗涤，过滤，120 oC干燥过夜，300 oC焙烧4 h得到Au/ZnO，(Au含量为1-3 wt%)。
肉桂醛反应在25 mL不锈钢反应釜中进行，0.06 g Au/ZnO催化剂，0.21 g肉桂醛，0.11 g正壬烷（内标），15 mL异丙醇（溶剂），反应温度140 oC，氢气压力1 MPa，搅拌转速900r/min，反应时间10 h。金与肉桂醛物质的量比例为1:260。反应活性见表1。
实施例2
将16.07g Zn(NO3)2·6H2O和2.42 g Fe(NO3)3·9H2O共同溶解在600 mL去离子水中，将8.01 g Na2CO3溶解在760 mL去离子水中，将两种溶液同时加热至50～80 oC，再将Zn(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液加入到Na2CO3溶液中，50～80 oC恒温搅拌1 h，沉淀经过洗涤，过滤，120 oC干燥过夜，300 oC焙烧4 h得到Zn0.9Fe0.1Ox，(1<x<1.5)。
配制2 mM的HAuCl4溶液100 mL，将溶液加热至50~70 oC，调节溶液的pH至5，往溶液中加入1.29-3.96 g Zn0.9Fe0.1Ox载体，继续调节pH至7~8，50~70 oC恒温搅拌1 h，固体颗粒经过洗涤，过滤，120 oC干燥过夜，300 oC焙烧4 h得到Au/Zn0.9Fe0.1Ox，(Au含量为1-3 wt%)。
肉桂醛加氢反应条件同实施例1，反应活性见表1。
实施例3
将10.41 g Zn(NO3)2·6H2O和6.06 g Fe(NO3)3·9H2O共同溶解在500 mL去离子水中，将7.31 g Na2CO3溶解在700 mL去离子水中，将两种溶液同时加热至50～80 oC，再将Zn(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液加入到Na2CO3溶液中，50～80 oC恒温搅拌1 h，沉淀经过洗涤，过滤，120 oC干燥过夜，300 oC焙烧4 h得到Zn0.7Fe0.3Oy，(1<y<1.5)。
配制2 mM的HAuCl4溶液100 mL，将溶液加热至50~70 oC，调节溶液的pH至5，往溶液中加入1.29-3.96 g Zn0.7Fe0.3Oy载体，1<y<1.5，继续调节pH至7~8，50~70 oC恒温搅拌1 h，固体颗粒经过洗涤，过滤，120 oC干燥过夜，300 oC焙烧4 h得到Au/Zn0.7Fe0.3Oy，(Au含量为1-3 wt%)。
肉桂醛加氢反应条件同实施例1，反应活性见表1。
实施例4
将7.44 g Zn(NO3)2·6H2O和10.1 g Fe(NO3)3·9H2O共同溶解在500 mL去离子水中，将7.95 g Na2CO3溶解在750 mL去离子水中，将两种溶液同时加热至50～80 oC，再将Zn(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液加入到Na2CO3溶液中，50～80 oC恒温搅拌1 h，沉淀经过洗涤，过滤，120 oC干燥过夜，300 oC焙烧4 h得到Zn0.5Fe0.5Ox，(1<x<1.5)。
配制2 mM的HAuCl4溶液100 mL，将溶液加热至50~70 oC，调节溶液的pH至5，往溶液中加入1.29-3.96 g Zn0.5Fe0.5Ox载体，继续调节pH至7~8，50~70 oC恒温搅拌1 h，固体颗粒经过洗涤，过滤，120 oC干燥过夜，300 oC焙烧4 h得到Au/Zn0.5Fe0.5Ox，(Au含量为1-3 wt%)。
肉桂醛加氢反应条件同实施例1，反应活性见表1。
实施例5
将4.46 g Zn(NO3)2·6H2O和14.14 g Fe(NO3)3·9H2O共同溶解在500 mL去离子水中，将8.59 g Na2CO3溶解在810 mL去离子水中，将两种溶液同时加热至50～80 oC，再将Zn(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液加入到Na2CO3溶液中，50～80 oC恒温搅拌1 h，沉淀经过洗涤，过滤，120 oC干燥过夜，300 oC焙烧4 h得到Zn0.3Fe0.7Ox，(1<x<1.5)。
配制2 mM的HAuCl4溶液100 mL，将溶液加热至50~70 oC，调节溶液的pH至5，往溶液中加入1.29-3.96 g Zn0.3Fe0.7Ox载体，继续调节pH至7~8，50~70 oC恒温搅拌1 h，固体颗粒经过洗涤，过滤，120 oC干燥过夜，300 oC焙烧4 h得到Au/Zn0.3Fe0.7Ox，(Au含量为1-3 wt%)。
肉桂醛加氢反应条件同实施例1，反应活性见表1。
实施例6
将1.49 g Zn(NO3)2·6H2O和18.18 g Fe(NO3)3·9H2O共同溶解在500 mL去离子水中，将9.22 g Na2CO3溶解在870 mL去离子水中，将两种溶液同时加热至50～80 oC，再将Zn(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液加入到Na2CO3溶液中，50～80 oC恒温搅拌1 h，沉淀经过洗涤，过滤，120 oC干燥过夜，300 oC焙烧4 h得到Zn0.1Fe0.9Ox，(1<x<1.5)。
配制2 mM的HAuCl4溶液100 mL，将溶液加热至50~70 oC，调节溶液的pH至5，往溶液中加入1.29-3.96 g Zn0.1Fe0.9Ox载体，继续调节pH至7~8，50~70 oC恒温搅拌1 h，固体颗粒经过洗涤，过滤，120 oC干燥过夜，300 oC焙烧4 h得到Au/Zn0.1Fe0.9Ox，(Au含量为1-3 wt%)。
肉桂醛加氢反应条件同实施例1，反应活性见表1。
实施例7
将20.2 g Fe(NO3)3·9H2O共同溶解在500 mL去离子水中，将9.54 g Na2CO3溶解在900 mL去离子水中，将两种溶液同时加热至50～80 oC，再将Fe(NO3)3溶液加入到Na2CO3溶液中，50～80 oC恒温搅拌1 h，沉淀经过洗涤，过滤，120 oC干燥过夜，300 oC焙烧4 h得到Fe2O3。
配制2 mM的HAuCl4溶液100 mL，将溶液加热至50~70 oC，调节溶液的pH至5，往溶液中加入1.29-3.96 g Fe2O3载体，继续调节pH至7~8，50~70 oC恒温搅拌1 h，固体颗粒经过洗涤，过滤，120 oC干燥过夜，300 oC焙烧4 h得到Au/Fe2O3，(Au含量为1-3 wt%)。
肉桂醛加氢反应条件同实施例1，反应活性见表1。
表1 金催化剂的肉桂醛选择性加氢反应催化活性
Figure 14882DEST_PATH_IMAGE001
注：COL为肉桂醇，HCAL为3-苯基丙醛，HCOL为3-苯基丙醇。

Claims (9)

1.一种肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇用催化剂，其特征在于：催化剂以ZnxFe1-xOy为载体担载金，表达式为Au/ZnxFe1-xOy，0≤x≤1；0≤y≤1.5；采用共沉淀法制备ZnxFe1-xOy载体，采用沉积沉淀法将Au担载于ZnxFe1-xOy载体上；共沉淀法制备ZnxFe1-xOy载体是以Na2CO3为沉淀剂，以Zn(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O为原料，将Zn(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液加入到Na2CO3溶液中形成沉淀。
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：金的负载量为1~3 wt%，其余为载体。
3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：共沉淀法制备的反应温度50-80 oC，沉淀经过洗涤、过滤，70-120oC 干燥8-24 h，300-500oC 焙烧3-5 h。
4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：采用沉积沉淀法将Au担载于ZnxFe1-xOy载体上，首先将温度为50-70 oC的氯金酸溶液的pH调节到5-7，再往溶液中加入载体，继续调节pH调节到7-8，50-70 oC恒温搅拌，陈化1-2 h，固体颗粒经过洗涤、过滤，70-120oC 干燥8-24 h，250-400oC 焙烧3-5 h得到催化剂。
5.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：复合氧化物载体为Zn0.7Fe0.3Oy，1<y<1.5。
6.权利要求1-5任一所述催化剂于肉桂醛选择性加氢制备肉桂醇反应中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：肉桂醛加氢反应条件为，催化剂为Au/ZnxFe1-xOy，0≤x≤1；0≤y≤1.5，异丙醇为溶剂，反应温度为120-160 oC，氢气压力为1-2MPa，搅拌反应5-15 h。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：肉桂醛加氢反应条件为，催化剂为Au/Zn0.7Fe0.3Oy，1<y<1.5，异丙醇为溶剂，反应温度为120-160 oC，氢气压力为1-2 MPa，搅拌反应5-15 h。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：金与肉桂醛物质的量比例为1:260。
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