CN108144610B - 火焰喷射裂解法制备的铜基加氢催化剂及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种火焰喷射裂解法制备的铜基加氢催化剂及其应用，该催化剂以铜为主活性组分，可加入一种或两种以上的助剂进行改性，是由火焰喷射裂解法一步制备得到。本发明还涉及采用该制备方法制备的铜基催化剂在含羰基的有机物的加氢反应中的应用。本发明催化剂的有益效果主要体现在：(1)本发明中催化剂经过瞬间高温，颗粒尺寸小，金属分散度高，低温加氢活性高；(2)本发明中催化剂可经过一步法快速制备，单位时间产量高，无后续热处理过程，避免了铜的烧结聚集；(3)本发明中催化剂的铜硅中间物种不同于蒸氨法制备的催化剂，具有更优的条件铜价态的能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种铜基加氢催化剂及其应用，具体地说是涉及一种采用火焰喷射裂解法一步制备的铜基催化剂，及其在含羰基有机物的加氢反应中的应用。
背景技术
纳米材料和纳米催化剂在化工、材料、能源、环保等关系到国计民生的许多领域都具有至关重要的作用。纳米材料的制备方法多种多样，如传统的浸渍法、沉淀法、水热合成法、球磨法和化学还原法等，另外溶胶凝胶法、微乳液合成法、柠檬酸络合法和超临界流体等技术也是目前常见的纳米催化剂的制备方法。但这些制备方法操作复杂且制备周期长，设备投资和生产运行成本高，后续高温热处理程序容易导致颗粒团聚，所用大量化学试剂(如表面活性剂、稳定剂、络合剂、有机溶剂等)的排放给环境带来负担，不利于放大和工业化生产。
火焰喷射裂解法是近几年发展出来的一种新型的多功能纳米材料制备方法，同其他常规的催化剂制备方法相比，具有以下几点优势：1)制备周期短，流程自动化程度高，产品收率高，易于规模化生产；2)无后续热处理过程和洗涤分离过程，节约投资和操作成本；3)有机溶剂在制备过程中燃烧掉，无残留，无废液排放，环境友好；4)操作参数对纳米材料的性质具有高度可调变能力，方便产品优化升级。
与传统的制备方法(如共沉淀法)相比，火焰喷射裂解法的制备流程简单。传统的共沉淀法需要经过前驱体混合-沉淀-老化-洗涤-过滤-干燥-焙烧七个步骤，而且每一步骤都需要消耗大量时间，易受人为和环境因素的影响。而火焰喷射裂解法只有前驱体混合和火焰燃烧两个步骤，整个过程简单快速，自动化程度高，操作成本低。
常见的制备铜基催化剂的方法有浸渍法、沉淀法、溶胶凝胶法、尿素法和蒸氨法等。所制备的铜基催化剂在加氢反应中性能如下：
1)刘志坚等[刘志坚等，工业催化，2002，10(2)：46-49]以乙醇为溶剂，草酸作沉淀剂，采用共沉淀浸渍法制备了二氧化碳加氢合成二甲醚催化剂(CuO-ZnO-Al2O3/HZSM-5)，研究发现在245℃、2.0MPa、2400h-1、H2/CO2(体积比)＝2.79的条件下，CO2转化率达22.6％，二甲醚选择性为45.9％，甲醇选择性为14.8％。
2)朱英明等(Zhu et al.,Journal ofIndustrial and Engineering Chemistry,2014(20):2341-2347)用浸渍法制备了Cu-Zn/Al2O3用于乙酸乙酯加氢反应，研究表明Zn的加入改变了催化剂中Cu的颗粒大小和分散度，Zn/Al摩尔比也对催化剂的性能有影响，在反应温度为250℃，反应压力为2MPa的条件下，乙酸乙酯的转化率和乙醇的选择性分别达到66.3％和95.3％。
3)常怀春等(常怀春等，中国专利CN：102327774A)发明了沉淀法制备的Cu/SiO2(Al2O3)催化剂用于乙酸甲酯加氢反应，在反应温度140-210℃，反应压力0.3-3MPa，氢气的空速2000-6000h-1条件下，得到乙酸甲酯的最高转化率为85％，乙醇的最高选择性为91％。
4)雷陈明等(雷陈明等，石油化工，2013，42(6)：615-619)采用尿素均匀沉淀法制备了Cu/SiO2催化剂用于催化乙酸乙酯加氢制备乙醇的反应。实验结果表明，适宜的反应条件为：反应温度220℃、反应压力3.0MPa、氢气与乙酸乙酯的摩尔比60、液态空速1.0h-1，在此条件下，乙酸乙酯转化率可达96.2％，乙醇选择性为97.8％。
5)Lin等(Lin et al.,Chinese Journal Catalysis,2001,32(6):957-969.)采用溶胶凝胶法制备了负载量为15-25％的Cu/SiO2催化剂，发现在反应温度220℃、反应压力2MPa、草酸二甲酯液时空速0.8h-1、氢酯比80(mol/mol)的条件下，草酸二甲酯转化率可达100％，乙二醇选择性可达98％。
6)Wang等(Wang et al.,Catalysis Communications,2001,12(13):1246-1250.)采用尿素水解法制备了负载量为15.6％的Cu/SiO2催化剂，发现在反应温度为200℃、反应压力2MPa、草酸二甲酯液时空速0.8h-1、氢酯比260(mol/mol)的条件下，草酸二甲酯转化率可达100％，乙二醇选择性可达98％。
7)Ma等(Ma et al.,Journal of the American Chemical Society,2012,134(34):13922-13925.)采用蒸氨法制备了负载量为20％的Cu/SiO2催化剂，发现在反应温度2800、草酸二甲酯液时空速2.0h-1，氢酯比200(mol/mol)的条件下，草酸二甲酯转化率可达100％，乙醇选择性可达83％。
优化催化剂加氢性能的关键是：提高铜的分散度、增强金属载体之间的相互作用和有效调变Cu+/Cu0的比例。上述催化剂制备方法所制备的催化剂在催化加氢反应中都展现出了较高的催化性能，但这些制备方法存在的主要问题是：(1)铜有高温易烧结聚集的特性，因此上述制备过程的后续焙烧处理均有可能造成铜颗粒长大，降低活性；(2)后续焙烧处理还有可能造成中间物种页硅酸铜的分解，失去调变Cu+/Cu0比例的作用；(3)催化剂的催化性能受其制备方法和制备条件影响极大，制备程序复杂，受环境和人为因素影响较大，放大制备过程往往出现不均匀和性能不重复的现象，严重阻碍催化剂的放大生产。火焰喷射裂解法可一步快速制备催化剂，单位时间产量高，由于经过瞬间高温，无后续热处理过程，避免了铜的烧结聚集。所制备的催化剂颗粒均匀且分散度高，金属利用率高，低温加氢活性高。金属载体相互作用易调变，助剂改性效果明显。催化剂的制备受环境和人为因素影响小，无污染物排放，适合于大规模加氢制化学品工业化生产。采用该技术制备铜基催化剂并用于加氢反应中的应用方法未见报道，具有广阔的应用前景。
发明内容
一种火焰喷射裂解法制备的铜基加氢催化剂及其应用，催化剂主活性组分为铜，可添加助剂进行改性或不添加助剂，活性组分、助剂和载体中的一种或两种以上成分是由火焰喷射裂解法一步制备得到，用于含羰基有机物的加氢反应。
催化剂中铜的质量含量为5-30％，所添加助剂可为Mn、K、Na、Mg、Zr、V、Zn、Ce元素中一种或两种以上的氧化物；助剂氧化物含量占催化剂重量的0-30％，优选含量为1-15％。载体可为Si、Al、Zn、Ce、Zr、Mg中一种或两种以上的氧化物。
催化剂采用火焰喷射裂解法一步制备，包括以下步骤：
(1)按照催化剂的组成所需的配比，将铜和载体的前体化合物混合溶于溶剂中，或将铜、助剂和载体的前体化合物混合溶于溶剂中；
(2)将(1)中配制的溶液泵入喷嘴中；
(3)溶液由喷嘴喷出，经分散气将其分散成液滴，引入火焰中燃烧；
(4)收集燃烧后所形成的催化剂颗粒，无需后续热处理。
步骤(1)中铜的前体化合物为能够溶于有机溶剂的化合物，优选为乙酰丙酮铜、硝酸铜、二乙基己酸铜(II)中的一种或两种以上；铜的摩尔浓度为0.1-2mol/L。
步骤(1)中助剂的前体化合物为能够溶于有机溶剂的化合物，优选为乙酰丙酮酸锆、乙酰丙酮酸铈、乙酰丙酮酸钒、乙酸钾、乙酸镁、乙酸钠、乙酸锌中的一种或两种以上。
步骤(1)中载体的前体化合物为能够溶于有机溶剂的化合物或者为含有载体氧化物颗粒的悬浮液，优选为乙酰丙酮酸铝、正硅酸乙酯、乙酰丙酮酸锆、乙酰丙酮酸铈、乙酸锌、乙酸镁、硅溶胶、铝溶胶中的一种或两种以上。
步骤(1)中溶剂为可燃烧的有机溶剂，优选为甲醇、乙醇、二甲苯、有机酸中的一种或两种以上。
本发明所使用的火焰喷射裂解法一步制备的Cu/SiO2催化剂上的铜硅物种与蒸氨法制备的Cu/SiO2催化剂上的铜硅物种不同，蒸氨法可得到页硅酸铜，氢气气氛下可还原为金属铜和氧化亚铜的混合物，而火焰喷射裂解法制备的催化剂上存在的铜硅物种不属于页硅酸铜，这种物种还原后可得到单质硅和氧化亚铜的混合物。
本发明催化剂可用于含羰基的有机物的加氢反应，也可用于CO或CO2的加氢反应，其中含羰基的有机物指含有一个或两个羰基的有机物，如乙酸、乙酸乙酯、草酸二甲酯等。使用前，催化剂需要用氢气进行还原处理，还原温度为200-500℃。加氢反应条件为：若为有机化合物的加氢反应，H2和反应物的摩尔比为1-300，反应温度150-350℃，反应压力0.1-10.0MPa，有机反应物的液时空速为0.1-5.0h-1；若为CO或CO2加氢反应，H2和反应物的摩尔比为1-20，反应温度150-400℃，反应压力0.1-10.0MPa，气体空速为500-50000ml/(h·gcat)。
本发明的优势在于：(1)本发明中催化剂经过瞬间高温，粒子具有规则球形形貌，颗粒尺寸小，分布窄，分散度高，金属利用率高，低温加氢活性高。(2)本发明中催化剂可经过一步法快速制备，单位时间产量高，无后续热处理过程，避免了铜的烧结聚集。(3)本发明中催化剂的铜硅中间物种不同于蒸氨法制备的催化剂，具有更优的条件铜价态的能力；(4)本发明中添加助剂对加氢反应性能的改性效果明显，反应温度的降低有利于提高其稳定性。(5)本发明催化剂的制备方法受环境和人为因素影响小，无污染物排放，适合于大规模加氢制化学品工业化生产。
附图说明
图1为火焰喷射裂解法和蒸氨法制备的Cu/SiO2催化剂的透射电镜照片及铜颗粒尺寸分布。
图2为火焰喷射裂解法和蒸氨法制备的Cu/SiO2催化剂的红外光谱谱图。
图3为火焰喷射裂解法和蒸氨法制备的Cu/SiO2催化剂新鲜样品的X射线衍射谱图。
图4为火焰喷射裂解法和蒸氨法制备的Cu/SiO2催化剂还原后样品的X射线衍射谱图。
具体实施方式
本发明技术细节由下述实施例加以详尽描述。需要说明的是所举的实施例，其作用只是进一步说明本发明的技术特征，而不是限定本发明。
实施例1
将1.89g醋酸铜Cu(CH3COO)2·H2O和11.2ml正硅酸乙酯(TEOS)溶于44.4ml的甲醇和44.4ml的2-乙基己酸的混合溶剂中。将溶液置于磁力搅拌器上，室温搅拌至得到澄清溶液。采用注射器以5ml/min的速度将配好的溶液泵入喷嘴中。火焰燃烧气为甲烷(0.6L/min)和氧气(1.9L/min)组成的混合气，分散气为氧气(3.5L/min，压降4.5bar)，保护气为空气(5.0L/min)。燃烧得到的催化剂颗粒在真空泵的帮助下采用玻璃纤维滤纸收集。所制得的催化剂记为FSP-Cu/SiO2，Cu的质量分数为20％。
催化剂反应前还原条件：常压下，纯H2(25ml/min)中，温度为350℃，还原时间3h。反应条件：摩尔比H2/乙酸甲酯(MA)＝80，温度为200-270℃，压力为2.0MPa，液时空速为1.5h-1，考察了反应温度对催化剂性能的影响，测试结果(见表1)表明，随着反应温度升高，乙酸甲酯转化率逐渐增加，乙醇选择性逐渐增加。200℃时，乙酸甲酯转化率为8.01％，250℃时，转化率可达90％以上。同样条件下，该催化剂在所考察的温度范围内的加氢活性均高于蒸氨法制备的催化剂(对比例1)，表现出优异的酯加氢性能。
实施例2
将1.89g醋酸铜Cu(CH3COO)2·H2O，0.80g醋酸镁Mg(CH3COO)2·4H2O和11.2ml正硅酸乙酯(TEOS)溶于44.4ml的甲醇和44.4ml的2-乙基己酸的混合溶剂中。将溶液置于磁力搅拌器上，室温搅拌至得到澄清溶液。后续步骤同实施例1。所制得的催化剂记为FSP-Cu-Mg/SiO2，Cu的质量分数为20％，MgO的质量分数为5％。催化剂的还原条件和反应条件同实施例1。测试结果(见表2)表明，随着反应温度升高，乙酸甲酯转化率逐渐增加，乙醇选择性逐渐增加。200℃时，乙酸甲酯转化率为15.55％，与未添加助剂的催化剂(实施例1)相比提高了7.5％。可见，在火焰喷射裂解法制备铜基催化剂中，加入MgO助剂可明显提高催化剂的催化性能。
实施例3
将1.89g醋酸铜Cu(CH3COO)2·H2O，0.41g醋酸锌Zn(CH3COO)2·2H2O和11.2ml正硅酸乙酯(TEOS)溶于44.4ml的甲醇和44.4ml的2-乙基己酸的混合溶剂中，Cu的质量分数为20％，ZnO的质量分数为5％。将溶液置于磁力搅拌器上，室温搅拌至得到澄清溶液。后续步骤同实施例1。所制得的催化剂记为FSP-Cu-Zn/SiO2。催化剂的还原条件和反应条件同实施例1。测试结果(见表3)表明，随着反应温度升高，乙酸甲酯转化率逐渐增加，乙醇选择性逐渐增加。200℃时，乙酸甲酯转化率为23.80％，与未添加助剂的催化剂(实施例1)相比提高了15.8％。可见，在火焰喷射裂解法制备铜基催化剂中，加入ZnO助剂可明显提高催化剂的催化性能。助剂的种类与其改性效果关系较大，ZnO助剂的改性效果要高于MgO助剂(实施例2)。
实施例4
将0.6g醋酸铜Cu(CH3COO)2·H2O，0.41g醋酸锌Zn(CH3COO)2·2H2O和7.5ml硅溶胶(SiO2含量40％)溶于46.3ml的甲醇和46.3ml的2-乙基己酸的混合溶剂中，Cu的质量分数为20％。将溶液置于磁力搅拌器上，室温搅拌均匀。后续步骤同实施例1。所制得的催化剂记为FSP-Cu-Zn/sol-SiO2。催化剂的还原条件和反应条件同实施例1。测试结果(见表4)表明，随着反应温度升高，乙酸甲酯转化率逐渐增加，乙醇选择性逐渐增加。200℃时，乙酸甲酯转化率为41.46％，与以正硅酸乙酯为硅源的催化剂(实施例3)相比，提高了18％。可见，在火焰喷射裂解法制备铜基催化剂中，加入ZnO助剂时，采用硅溶胶作为硅的前体化合物所制备的催化剂的加氢性能高于以正硅酸乙酯为前体化合物的催化剂。说明载体的性质影响了铜与载体之间的相互作用，也影响了助剂的改性作用，从而对催化剂的加氢性能有较大的促进作用。
实施例5
称取实施例4方法制备的催化剂样品0.5g，在固定床反应器中进行评价：还原条件：常压下，纯H2(25ml/min)中，温度为350℃，还原时间3h。反应条件：H2/乙酸甲酯(MA)的摩尔比为40-120，温度为200℃，压力为2.0MPa，液时空速为0.6h-1，考察了氢酯比对催化剂性能的影响，测试结果(见表5)表明，随着氢酯比升高，乙酸甲酯转化率逐渐增加，乙醇选择性逐渐增加。可见，提高氢酯比有利于反应的进行。
实施例6
称取实施例4方法制备的催化剂样品0.5g，在固定床反应器中进行评价：还原条件：常压下，纯H2(25ml/min)中，温度为350℃，还原时间3h。反应条件：H2/乙酸甲酯(MA)的摩尔比为80，温度为220℃，压力为1.0-3.0MPa，液时空速为0.6h-1，考察了压力对催化剂性能的影响，测试结果(见表6)表明，随着压力升高，乙酸甲酯转化率逐渐增加，乙醇选择性逐渐增加。可见，提高压力有利于反应的进行。
实施例7
称取实施例4方法制备的催化剂样品0.5g，在固定床反应器中进行评价：还原条件：常压下，纯H2(25ml/min)中，温度为350℃，还原时间3h。反应条件：H2/乙酸甲酯(MA)的摩尔比为40，温度为240℃，压力为2.0MPa，液时空速为0.6-1.8h-1，考察了空速对催化剂性能的影响，测试结果(见表7)表明，随着空速升高，乙酸甲酯转化率逐渐降低，乙醇选择性逐渐降低。可见，提高空速不利于反应的进行。
实施例8
称取实施例4方法制备的催化剂样品0.5g，在固定床反应器中进行评价：还原条件：常压下，纯H2(25ml/min)中，温度为350℃，还原时间3h。反应条件：H2/乙酸甲酯(MA)的摩尔比为120，温度为200-240℃，压力为2.0MPa，液时空速为0.3或0.6h-1，考察了温度对催化剂性能的影响，测试结果(见表8)表明，随着温度升高，乙酸甲酯转化率逐渐增加，乙醇选择性逐渐增加。可见，在240℃，氢酯比120，压力2.0MPa，液时空速为0.6h-1时，乙酸甲酯转化率可达到96.7％，选择性可达到93.5％。液时空速为0.3h-1时，乙酸甲酯转化率可达到98.8％，选择性可达到97.8％。
对比例1
蒸氨法Cu/SiO2催化剂的制备：称量11.3g Cu(NO3)2·6H2O于150mL去离子水中，逐滴加入18mL浓氨水，溶液pH值约为9.0；称量12.0g SiO2载体，在不断搅拌下加入上述溶液中，把烧杯放置在35℃水浴中4h；升温至90℃进行蒸氨至溶液pH值为7左右，时间约2.5h；对所得固体用去离子水冲洗至溶液pH值为7左右；将固体移入坩埚中，并将其放入烘箱于120℃干燥12h；把干燥后的固体放入马弗炉中，在350℃焙烧4h。催化剂的还原条件和反应条件同实施例1。所制得的催化剂记为AE-Cu/SiO2，Cu的质量分数为20％。测试结果(见表9)表明，随着反应温度升高，乙酸甲酯转化率逐渐增加，乙醇选择性逐渐增加。采用蒸氨法制备的Cu/SiO2催化剂在200℃时，乙酸甲酯转化率为4.59％，反应性能低于实施例1-4中的火焰喷射裂解法制备的铜基催化剂。若乙酸甲酯转化率达到50％，AE-Cu/SiO2需235℃，FSP-Cu/SiO2需225℃，FSP-Cu-Zn/sol-SiO2需205℃。可见，火焰喷射裂解法制备的Cu/SiO2催化剂的加氢性能高于蒸氨法制备的催化剂，加入助剂改性加氢效果更加，在达到同样加氢活性时降低了反应温度，有利于增加铜催化剂的稳定性。
实施例9
将实施例1中火焰喷射裂解法制备得到的FSP-Cu/SiO2催化剂和对比例1中蒸氨法制备的AE-Cu/SiO2催化剂在350℃下还原3h。取还原后的催化剂置于乙醇溶液中，超声分散10min，将得到悬浊液滴在碳膜上，放入高分辨透射电子显微镜中观察，所得透射电镜图像及铜颗粒的尺寸分布见图1。可见，火焰喷射裂解法制备的催化剂上铜颗粒分散均匀，分布窄，平均粒径为3.2nm。而蒸氨法制备的催化剂上铜的分布在2-8nm的范围内，平均粒径为4.6nm。
实施例10
将实施例1和实施例3中火焰喷射裂解法制备的FSP-Cu/SiO2和FSP-Cu-Zn/SiO2催化剂，以及对比例1中蒸氨法制备得到的AE-Cu/SiO2催化剂的新鲜样品粉末放入红外光谱仪中进行物种分析，结果见图2。图中波数为1040和670cm-1的峰归属于页硅酸铜的衍射峰，波数为1113和800cm-1归属于SiO2峰。从图中可见，蒸氨法制备的AE-Cu/SiO2催化剂在1040和670cm-1的波数上有红外吸收峰，而火焰喷射裂解法制备的两个催化剂只有1113和800cm-1波数的SiO2吸收峰，无页硅酸铜的特征吸收峰，说明两种方法制备的催化剂上铜硅物种不同，蒸氨法可形成页硅酸铜，而火焰喷射裂解法不能形成页硅酸铜。
实施例11
将实施例1和实施例3中火焰喷射裂解法制备的FSP-Cu/SiO2和FSP-Cu-Zn/SiO2催化剂，以及对比例1中蒸氨法制备得到的AE-Cu/SiO2催化剂在350℃下还原3h。将新鲜样品和还原后的催化剂样品置于X射线衍射分析仪中进行晶相分析，结果分别见图3和图4。由图3可见，新鲜样品中AE-Cu/SiO2催化剂上发现页硅酸铜的衍射峰，而火焰喷射裂解法制备的两种催化剂只有少量的氧化铜存在。由图4可见，还原后的AE-Cu/SiO2催化剂上有明显的金属铜和未完全还原的氧化亚铜衍射峰，而火焰喷射裂解法制备的两种催化剂上发现单质硅和氧化亚铜的衍射峰，未发现金属铜的衍射峰。由此可知，两种方法制备的Cu/SiO2催化剂上存在着不同的铜硅物种，蒸氨法可得到页硅酸铜，还原后为金属铜和氧化亚铜的混合物，而火焰喷射裂解法制备的催化剂上存在一种未知铜硅物种，但不是页硅酸铜，这种物种还原后可得到单质硅和氧化亚铜的混合物。
实施例结果
表1反应温度对Cu/SiO2催化剂上乙酸甲酯加氢反应性能的影响
表2反应温度对Cu-Mg/SiO2催化剂上乙酸甲酯加氢反应性能的影响
表3反应温度对Cu-Zn/SiO2催化剂上乙酸甲酯加氢反应性能的影响
表4反应温度对Cu-Zn/sol-SiO2催化剂上乙酸甲酯加氢反应性能的影响
表5氢酯比对Cu-Zn/sol-SiO2催化剂上乙酸甲酯加氢反应性能的影响
表6压力对Cu-Zn/sol-SiO2催化剂上乙酸甲酯加氢反应性能的影响
表7空速对Cu-Zn/sol-SiO2催化剂上乙酸甲酯加氢反应性能的影响
表8温度对Cu-Zn/sol-SiO2催化剂上乙酸甲酯加氢反应性能的影响
对比例结果
表9反应温度对蒸氨法制备的Cu/SiO2催化剂上乙酸甲酯加氢反应性能的影响
Claims (10)
1.火焰喷射裂解法制备的铜基加氢催化剂，其特征在于：催化剂主活性组分为铜，可添加助剂改性或不添加助剂，催化剂采用火焰喷射裂解法一步制备；
催化剂中铜质量含量为5-30%，所添加助剂为Mn、K、Na、Mg、Zr、V、Zn、Ce元素中一种或两种以上的氧化物；助剂氧化物含量占催化剂重量的0-20%；
载体为Si的氧化物。
2.根据权利要求1所述催化剂 ，其特征在于：助剂氧化物含量占催化剂重量的1-10%。
3.一种权利要求1-2任一所述催化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照催化剂的组成所需的配比，将铜、助剂和载体的前体化合物混合并溶于溶剂中，或将铜和载体的前体化合物混合并溶于溶剂中；
（2）将（1）中配制的溶液泵入喷嘴中；
（3）溶液由喷嘴喷出，经分散气将其分散成液滴，引入火焰中燃烧；
（4）收集燃烧后所形成的催化剂颗粒。
4.根据权利要求3所述催化剂的制备方法，其特征在于：分散气为氧气和/或空气，流量为1-10L/min；火焰燃烧所需燃烧气为甲烷和氧气的混合气，体积比为0.1-2.0，流量均为0.1-5L/min；溶液泵入喷嘴速度为0.1-20ml/min；火焰将有机溶液点燃，各组分前体化合物在火焰的高温下发生分解形成氧化物颗粒，所形成的氧化物颗粒在气体的带动下迅速离开火焰区域。
5.根据权利要求3所述催化剂的制备方法，其特征在于：
步骤（1）中铜的前体化合物为能够溶于有机溶剂的化合物，具体为乙酰丙酮铜、硝酸铜、二乙基己酸铜(II)中的一种或两种以上；铜的摩尔浓度为0.1-2mol/L；
步骤（1）中助剂的前体化合物为能够溶于有机溶剂的化合物，具体为乙酰丙酮酸锆、乙酰丙酮酸铈、乙酰丙酮酸钒、乙酸钾、乙酸镁、乙酸钠、乙酸锌中的一种或两种以上；
步骤（1）中载体的前体化合物为能够溶于有机溶剂的化合物或者为含有载体氧化物颗粒的悬浮液，具体为正硅酸乙酯、硅溶胶中的一种或两种；
步骤（1）中溶剂为可燃烧的有机溶剂，具体为甲醇、乙醇、二甲苯、有机酸中的一种或两种以上。
6.一种权利要求1-2任一所述催化剂的应用，其特征在于：所述催化剂用于催化含羰基的有机化合物的加氢反应。
7.根据权利要求6所述催化剂的应用，其特征在于：用于催化含羰基的有机化合物的加氢反应，使用前，催化剂需要进行氢气还原处理，还原温度为200-500oC。
8.根据权利要求6所述催化剂的应用，其特征在于：加氢反应条件为：H2和反应物的摩尔比为1-300，反应温度150-350oC，反应压力0.1-10.0MPa，有机反应物的液时空速为0.1-5.0h-1。
9.根据权利要求6或8所述催化剂的应用，其特征在于：所述含羰基的有机物指含有一个或两个羰基的有机物。
10.根据权利要求6所述催化剂的应用，其特征在于：所述含羰基的有机化合物为乙酸、乙酸甲酯、草酸二甲酯中的一种或两种以上。
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