CN111905759A - 糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃的催化剂、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及糠醛选择性加氢制2‑甲基呋喃的催化剂，该催化剂以碳基材料为催化剂载体，负载多组分金属，记作：Pt‑M/C，其中M为Ni、Cu、Co或Fe中的一种或多种，其中Pt含量为0.1％‑10％，M含量为0.1％‑15％；制备方法：将催化剂载体加至反应物溶液中，加过渡金属盐溶液，调节溶液pH至10‑12，加入还原剂，室温下搅拌，分散于H2PtCl6溶液中，搅拌置换，过滤、洗涤、干燥得催化剂；将制得的催化剂进行氢气还原；将催化剂加入高压反应釜中，再加入糠醛乙醇溶液，通入氢气至1.0‑6.0MPa，反应温度120‑210℃，反应时间0.5‑4h。本发明简单易得，属于绿色化学过程。
Description
技术领域
本发明属于催化剂技术领域，尤其涉及糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃的催化剂、制备方法及应用。
背景技术
2-甲基呋喃是一种重要化工原料，可用于制取维生素B1、磷酸氯喹和磷酸伯氨喹、农药，同时又可用于制备食品、香烟的香料，以2-甲基呋喃为原料可以合成一系列高分子化合物，也是一种很好的有机溶剂，其应用前景广阔。
专利201710034963.7、201910339441.7公开制备的催化剂在糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃均表现出较好的催化剂性能(糠醛转化率达到 100％，2-甲基呋喃选择性＞80％)，且制得的催化剂中均不含有Cr，对环境无污染。双金属催化剂在糠醛选择性加氢制糠醇的反应中应用较为广泛，例如：P L.Dhepe et al.One pot conversion of furfuralto 2-methylfuran in the presence of PtCo bimetallic catalyst,Clean Techn.Environ.Policy,2018,20:703-713，制备了PtCo/C双金属催化剂，表现出较好的催化性能(2-甲基呋喃收率59％)。C.Liang et al.Highly stable and selective Ru/NiFe2O4catalysts for transfer hydrogenation of biomass-derived furfural to 2-methylfuran,Journal of Energy Chemistry, 2017,26:799-807，在一定反应条件下(180℃，2.1MPa N2)，糠醛转化率高达97％，2-甲基呋喃选择性达到83％。但是，大部分专利及文献中提出的催化剂在糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃的反应中，催化剂的制备流程较为复杂，不易制备。
因此，基于这些问题，提供一种简单易得，且在制备过程中不会产生废气废渣，反应后的废液经处理后达标排放，属于绿色化学过程的糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃的催化剂、制备方法及应用方法，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种简单易得，且在制备过程中不会产生废气废渣，反应后的废液经处理后达标排放，属于绿色化学过程的糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃的催化剂、制备方法及应用方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃的催化剂，该催化剂以碳基材料为催化剂载体，负载多组分金属制成多元金属负载型催化剂，记作：Pt-M/C，其中M为过渡金属Ni、Cu、Co或Fe中的一种或多种，其中Pt含量为 0.1％-10％，M含量为0.1％-15％。
糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃的催化剂的制备方法，包括如下步骤：
将催化剂载体加至乙醇水溶液中，超声分散，滴加过渡金属盐溶液，再加入碱性溶液，调节溶液pH至10-12，搅拌；加入还原剂还原，搅拌，再转移至反应釜内，室温下搅拌15-24小时，过滤、洗涤、干燥得样品 M/C；
将上述制得的样品M/C分散于H2PtCl6溶液中，室温下搅拌置换4-10 小时，过滤、洗涤、干燥得催化剂Pt-M/C；
将上述制得的Pt-M/C催化剂在流量为20mL/min的混合气90％N2 +10％H2中不同温度下焙烧2小时，升温速率为5℃/min，得Pt-M/C-X 催化剂，其中，X代表焙烧温度。
进一步的，所述碱性溶液为NaOH溶液或Na2CO3溶液。
进一步的，所述还原剂为水合肼或硼氢化钠。
进一步的，所述催化剂载体为炭黑、碳纳米管、活性炭或石墨烯。
糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃的催化剂的应用，将催化剂加入高压反应釜中，再加入配制好的糠醛乙醇溶液，先通氮气吹扫空气，再通入氢气至1.0-6.0MPa，反应温度120-210℃，反应时间0.5-4h，反应结束后，对混合溶液进行固液分离，分离得到的清液进行气相色谱分析。
进一步的，所述高压反应釜中的催化剂质量与原料糠醛乙醇溶液中的糠醛质量比为1:1-40。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明中所使用的多元金属催化剂中Pt-过渡金属之间有协同作用，可提高催化剂的催化性能以及产物的选择性，贵金属用量少，降低成本；
2、本发明中制备多元金属催化剂的方法简单且绿色高效，成本低、节能环保，具有重要的工业应用价值。
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物) 之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
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。
实施例1
Co/C、Cu/C、Pt/C、PtCu/C、PtCo/C、CuCo/C、PtCuCo/C催化剂的制备
Co/C的制备方法：称取1.25g碳载体加入锥形瓶中，再加入10-20ml 的乙醇和80-130ml去离子水，超声分散，滴加已配制的CoCl2溶液，室温下磁力搅拌20-40分钟；加入配制好的5-10ml NaOH溶液(或碳酸钠)，调节溶液pH＝10-12，磁力搅拌10-20分钟；移取10-40ml水合肼(或称取硼氢化钠)加入上述溶液中，继续搅拌10分钟；将锥形瓶中的溶液转移至高压反应釜内衬，磁力搅拌18-24小时；过滤洗涤，用乙醇和去离子水洗涤数次，放入真空干燥箱60℃干燥6小时，研磨，称重，得Co/C；
Cu/C的制备方法：称取一定量的CuCl2·2H2O于烧杯中，加入碳载体，水浴加热，搅拌蒸发至干；在流量为20mL/min的混合气90％N2+10％H2中400℃下焙烧2h，升温速率为5℃/min，得Cu/C催化剂。
Pt/C的制备方法：移取一定量的H2PtCl6溶液于烧杯中，加入碳载体，水浴加热，搅拌蒸发至干；在流量为20mL/min的混合气90％N2+10％H2中400℃下焙烧2h，升温速率为5℃/min，得Pt/C催化剂。
PtCu/C的制备方法：移取一定量的H2PtCl6溶液于烧杯中，加入一定量的CuCl2·2H2O和碳载体，水浴加热，搅拌蒸发至干；在混合气流量为 20mL/min 90％N2+10％H2中400℃下焙烧2小时，升温速率为5℃/min，得PtCu/C催化剂。
PtCo/C的制备方法：移取一定量的H2PtCl6溶液于锥形瓶中，加入去离子水稀释至200ml；加入上述制备好的Co/C，低温下磁力搅拌4-8小时；过滤洗涤，用乙醇和去离子水洗涤数次，放入真空干燥箱60℃干燥 6-10小时，研磨，称重，得PtCo/C。
CuCo/C的制备方法：称取一定量的CuCl2·2H2O于锥形瓶中，加入去离子水稀释至200ml；加入上述制备好的Co/C，低温下磁力搅拌4-8 小时；过滤洗涤，用乙醇和去离子水洗涤数次，放入真空干燥箱60℃干燥6-10小时，研磨，称重，得CuCo/C。
PtCuCo/C的制备方法：移取一定量的H2PtCl6溶液于锥形瓶中，加入去离子水稀释至200ml；加入上述制备好的CuCo/C，低温下磁力搅拌4-8 小时；过滤洗涤，用乙醇和去离子水洗涤数次，放入真空干燥箱60℃干燥6-10小时，研磨，称重，得PtCuCo/C。在流量为20mL/min的混合气90％N2+10％H2中不同温度下焙烧2小时，升温速率为5℃/min，得 PtCuCo/C-X(X代表焙烧温度，焙烧温度为180、200、300、400)催化剂。
实施例2
应用实施例1中制备的Co/C催化剂进行糠醛选择性加氢制备2-甲基呋喃实验：称取0.05g的Co/C催化剂于高压反应釜中，移取10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度120-210℃，氢气压力3.0MPa，转速870r/min 的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率0％，2-甲基呋喃选择性0％，反应结果如附表1所示；
应用实施例1中制备的3％Pt/C催化剂进行糠醛选择性加氢制备2- 甲基呋喃实验：称取0.05g的3％Pt/C催化剂于高压反应釜中，移取10ml 的糠醛乙醇溶液，在反应温度120℃，氢气压力3.0MPa，转速870r/min 的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率100％，2-甲基呋喃选择性29.7％，反应结果如附表1所示；
应用实施例1中制备的3％Pt/C催化剂进行糠醛选择性加氢制备2- 甲基呋喃实验：称取0.05g的3％Pt/C催化剂于高压反应釜中，移取10ml 的糠醛乙醇溶液，在反应温度150℃，氢气压力3.0MPa，转速870r/min 的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率96.5％，2-甲基呋喃选择性67.3％，反应结果如附表1所示；
应用实施例1中制备的3％Pt/C催化剂进行糠醛选择性加氢制备2- 甲基呋喃实验：称取0.05g的3％Pt/C催化剂于高压反应釜中，移取10ml 的糠醛乙醇溶液，在反应温度180℃，氢气压力3.0MPa，转速870r/min 的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率97.5％，2-甲基呋喃选择性78.9％，反应结果如附表1所示；
应用实施例1中制备的CuCo/C催化剂进行糠醛选择性加氢制备2- 甲基呋喃实验：称取0.05g的CuCo/C催化剂于高压反应釜中，移取10ml 的糠醛乙醇溶液，在反应温度120-210℃，氢气压力3.0MPa，转速870 r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率0％，2-甲基呋喃选择性0％，反应结果如附表1所示；
应用实施例1中制备的3％PtCu/C催化剂进行糠醛选择性加氢制备 2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCu/C催化剂于高压反应釜中，移取 10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度120℃，氢气压力3.0MPa，转速870 r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率30.7％，2-甲基呋喃选择性0％，反应结果如附表1所示；
应用实施例1中制备的3％PtCu/C催化剂进行糠醛选择性加氢制备 2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCu/C催化剂于高压反应釜中，移取 10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度150℃，氢气压力3.0MPa，转速870 r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率29.6％，2-甲基呋喃选择性0％，反应结果如附表1所示；
应用实施例1中制备的3％PtCu/C催化剂进行糠醛选择性加氢制备 2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCu/C催化剂于高压反应釜中，移取 10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度180℃，氢气压力3.0MPa，转速870 r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率34.6％，2-甲基呋喃选择性0％，反应结果如附表1所示；
应用实施例1中制备的3％PtCo/C催化剂进行糠醛选择性加氢制备 2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCo/C催化剂于高压反应釜中，移取 10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度120℃，氢气压力3.0MPa，转速870 r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率94.3％，2-甲基呋喃选择性55.2％，反应结果如附表1所示；
应用实施例1中制备的3％PtCo/C催化剂进行糠醛选择性加氢制备 2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCo/C催化剂于高压反应釜中，移取 10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度150℃，氢气压力3.0MPa，转速870 r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率93.7％，2-甲基呋喃选择性80.5％，反应结果如附表1所示；
应用实施例1中制备的3％PtCo/C催化剂进行糠醛选择性加氢制备 2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCo/C催化剂于高压反应釜中，移取 10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度180℃，氢气压力3.0MPa，转速870 r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率96.7％，2-甲基呋喃选择性79.1％，反应结果如附表1所示。
附表1催化剂催化糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃催化性能
a反应条件：糠醛乙醇溶液(10mL)；反应时间-1h；H2压力-3.0MPa；转速870r/min
实施例3
应用实施例1中制备的3％PtCuCo/C-180催化剂进行糠醛选择性加氢制备2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCuCo/C-180催化剂于高压反应釜中，移取10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度120℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率98.0％，2-甲基呋喃选择性43.6％，反应结果如附表2所示；
应用实施例1中制备的3％PtCuCo/C-180催化剂进行糠醛选择性加氢制备2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCuCo/C-180催化剂于高压反应釜中，移取10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度150℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率97.3％，2-甲基呋喃选择性70.1％，反应结果如附表2所示；
应用实施例1中制备的3％PtCuCo/C-180催化剂进行糠醛选择性加氢制备2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCuCo/C-180催化剂于高压反应釜中，移取10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度180℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率94.9％，2-甲基呋喃选择性90.3％，反应结果如附表2所示；
应用实施例1中制备的3％PtCuCo/C-200催化剂进行糠醛选择性加氢制备2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCuCo/C-200催化剂于高压反应釜中，移取10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度120℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率98.5％，2-甲基呋喃选择性40.1％，反应结果如附表2所示；
应用实施例1中制备的3％PtCuCo/C-200催化剂进行糠醛选择性加氢制备2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCuCo/C-200催化剂于高压反应釜中，移取10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度150℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率96.8％，2-甲基呋喃选择性63.6％，反应结果如附表2所示；
应用实施例1中制备的3％PtCuCo/C-200催化剂进行糠醛选择性加氢制备2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCuCo/C-300催化剂于高压反应釜中，移取10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度180℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率98.5％，2-甲基呋喃选择性40.1％，反应结果如附表2所示；
应用实施例1中制备的3％PtCuCo/C-300催化剂进行糠醛选择性加氢制备2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCuCo/C-400催化剂于高压反应釜中，移取10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度120℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率92.9％，2-甲基呋喃选择性51.4％，反应结果如附表2所示；
应用实施例1中制备的3％PtCuCo/C-300催化剂进行糠醛选择性加氢制备2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCuCo/C-400催化剂于高压反应釜中，移取10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度150℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率100％，2-甲基呋喃选择性69.5％，反应结果如附表2所示；
应用实施例1中制备的3％PtCuCo/C-300催化剂进行糠醛选择性加氢制备2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCuCo/C-400催化剂于高压反应釜中，移取10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度180℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率100％，2-甲基呋喃选择性70.0％，反应结果如附表2所示；
应用实施例1中制备的3％PtCuCo/C-400催化剂进行糠醛选择性加氢制备2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCuCo/C-400催化剂于高压反应釜中，移取10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度120℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率98.1％，2-甲基呋喃选择性44.1％，反应结果如附表2所示；
应用实施例1中制备的3％PtCuCo/C-400催化剂进行糠醛选择性加氢制备2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCuCo/C-400催化剂于高压反应釜中，移取10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度150℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率96.0％，2-甲基呋喃选择性80.0％，反应结果如附表2所示；
应用实施例1中制备的3％PtCuCo/C-400催化剂进行糠醛选择性加氢制备2-甲基呋喃实验：称取0.05g的3％PtCuCo/C-400催化剂于高压反应釜中，移取10ml的糠醛乙醇溶液，在反应温度180℃，氢气压力3MPa，转速870r/min的磁力搅拌条件下反应1小时后，分离得到的清液做气相色谱分析，糠醛转化率97.3％，2-甲基呋喃选择性75.4％，反应结果如附表2所示；
附表2催化剂催化糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃催化性能
| 催化剂(0.05g) | 反应时间(h) | 反应温度(℃) | 糠醛转化率 | 2-甲基呋喃选择性 |
| 3％PtCuCo/C-180 | 1 | 120 | 98.0％ | 43.6％ |
| 3％PtCuCo/C-180 | 1 | 150 | 97.3％ | 70.1％ |
| 3％PtCuCo/C-180 | 1 | 180 | 94.9％ | 90.3％ |
| 3％PtCuCo/C-200 | 1 | 120 | 98.5％ | 40.1％ |
| 3％PtCuCo/C-200 | 1 | 150 | 96.8％ | 63.6 |
| 3％PtCuCo/C-200 | 1 | 180 | 98.5％ | 40.1 |
| 3％PtCuCo/C-300 | 1 | 120 | 92.9％ | 51.4％ |
| 3％PtCuCo/C-300 | 1 | 150 | 100％ | 69.5％ |
| 3％PtCuCo/C-300 | 1 | 180 | 100％ | 70.0％ |
| 3％PtCuCo/C-400 | 1 | 120 | 98.1％ | 44.1％ |
| 3％PtCuCo/C-400 | 1 | 150 | 96.0％ | 80.0％ |
| 3％PtCuCo/C-400 | 1 | 180 | 97.3％ | 75.4％ |
a反应条件：糠醛乙醇溶液(10mL)；H2压力(3.0MPa)；转速870r/min
结合表1和表2可以看出3％PtCuCo/C-180三金属催化剂的性能优于其他焙烧温度的三金属催化剂(3％PtCuCo/C-200、3％PtCuCo/C-400)、双金属催化剂(PtCu/C、PtCo/C、CuCo/C)以及单金属催化剂(Pt/C， Co/C)，且在适宜的反应条件下，糠醛转化率＞90％，2-甲基呋喃选择性＞90％。
专利201610921945.6、201810902104.x、201910268493.x公开制备的催化剂在糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃均表现出较好的催化剂性能(糠醛转化率＞90％，2-甲基呋喃选择性＜90％)，但反应结束后含有较多的副产物，产物不易分离，因此，本发明的催化剂相较于现有催化剂可提高催化性能以及产物的选择性，贵金属用量少，降低成本。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃的催化剂，其特征在于：该催化剂以碳基材料为催化剂载体，负载多组分金属制成多元金属负载型催化剂，记作：Pt-M/C，其中M为过渡金属Ni、Cu、Co或Fe中的一种或多种，其中Pt含量为0.1％-10％，M含量为0.1％-15％。
2.一种权利要求1中所述的糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃的催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
将催化剂载体加至乙醇水溶液中，超声分散，滴加过渡金属盐溶液，再加入碱性溶液，调节溶液pH至10-12，搅拌；加入还原剂还原，搅拌，再转移至反应釜内，室温下搅拌15-24小时，过滤、洗涤、干燥得样品M/C；
将上述制得的样品M/C分散于H2PtCl6溶液中，室温下搅拌置换4-10小时，过滤、洗涤、干燥得催化剂Pt-M/C；
将上述制得的Pt-M/C催化剂在流量为20mL/min的混合气90％N2+10％H2中不同温度下焙烧2小时，升温速率为5℃/min，得Pt-M/C-X催化剂，其中，X代表焙烧温度。
3.根据权利要求2所述的糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃的催化剂的制备方法，其特征在于：所述碱性溶液为NaOH溶液或Na2CO3溶液。
4.根据权利要求2所述的糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃的催化剂的制备方法，其特征在于：所述还原剂为水合肼或硼氢化钠。
5.根据权利要求2所述的糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃的催化剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂载体为炭黑、碳纳米管、活性炭或石墨烯。
6.权利要求1所述的糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃的催化剂的应用，其特征在于：将催化剂加入高压反应釜中，再加入配制好的糠醛乙醇溶液，先通氮气吹扫空气，再通入氢气至1.0-6.0MPa，反应温度120-210℃，反应时间0.5-4h，反应结束后，对混合溶液进行固液分离，分离得到的清液进行气相色谱分析。
7.根据权利要求6所述的糠醛选择性加氢制2-甲基呋喃的催化剂的应用，其特征在于：所述高压反应釜中的催化剂质量与原料糠醛乙醇溶液中的糠醛质量比为1:1-40。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113745544A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-12-03 | 江西理工大学 | 一种电催化剂、制备方法及应用 |
| CN115945202A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-11 | 河南省生物基材料产业研究院有限公司 | 一种糠醛气相连续脱羰制四氢呋喃联产2-甲基呋喃的催化剂及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104383929A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-03-04 | 沈阳化工大学 | 一种2-甲基呋喃催化剂及其制备方法 |
| CN109482183A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-03-19 | 沈阳化工大学 | 一种有效糠醛转化为2-甲基呋喃催化剂的制备方法 |
| CN110180553A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-08-30 | 沈阳化工大学 | 一种高效糠醛气相转化为2-甲基呋喃催化剂的方法 |
| CN110193370A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-09-03 | 江西理工大学 | 糠醛选择性加氢制糠醇的双金属催化剂及制备方法、应用 |
| CN110465297A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-19 | 江西理工大学 | 一种喹啉加氢的多元金属纳米催化剂的制备方法 |
-
2020
- 2020-08-26 CN CN202010872064.6A patent/CN111905759A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104383929A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-03-04 | 沈阳化工大学 | 一种2-甲基呋喃催化剂及其制备方法 |
| CN109482183A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-03-19 | 沈阳化工大学 | 一种有效糠醛转化为2-甲基呋喃催化剂的制备方法 |
| CN110180553A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-08-30 | 沈阳化工大学 | 一种高效糠醛气相转化为2-甲基呋喃催化剂的方法 |
| CN110193370A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-09-03 | 江西理工大学 | 糠醛选择性加氢制糠醇的双金属催化剂及制备方法、应用 |
| CN110465297A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-19 | 江西理工大学 | 一种喹啉加氢的多元金属纳米催化剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MANISHA G. DOHADE ET AL.: "One pot conversion of furfural to 2-methylfuran in the presence of PtCo bimetallic catalyst", 《CLEAN TECHN ENVIRON POLICY》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113745544A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-12-03 | 江西理工大学 | 一种电催化剂、制备方法及应用 |
| CN115945202A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-11 | 河南省生物基材料产业研究院有限公司 | 一种糠醛气相连续脱羰制四氢呋喃联产2-甲基呋喃的催化剂及其制备方法 |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201110 |