CN114031480B - 一种利用铂基催化剂用于2-甲基呋喃加氢制备戊醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铂基催化剂的连续流制备方法，相比于浸渍法用时长，选择性低、取决操作人员的手法和易混合不均等问题，该方法更为简单高效，可一步且连续生产。该方法采用几毫米的管径，极大的增加反应液的比表面积，并且能够快速传质传热，反应液能更好的混合均匀。其次本方法筛选了不同量的溶剂和反应温度，确定了溶剂用量和最优的反应温度，可使2‑甲基呋喃加氢制备戊醇转化率可达100％，戊醇的选择性为70％，而使用浸渍法制备的铂基催化剂，对2‑甲基呋喃加氢制备戊醇的选择性为53％，催化效率相比浸渍法能提升了将近20％。机械化的操作可以避免人为误差，使结果更易重复，提高了生产效率，为呋喃类衍生物催化加氢制备醇类化合物提供了一种新途径。
Description
技术领域
本发明属于生物质能源催化及连续流法制备技术领域，具体涉及一种用于生物质衍生物2-甲基呋喃加氢制备精细化学品戊醇的铂基催化剂的制备方法，该催化剂以多壁碳纳米管为载体，铂作为主要活性成分，通过不同量的溶剂的调试，使用连续流制备方法提高了催化剂的生产效率也能保证效能，通过该催化剂可以有效催化2-甲基呋喃制备戊醇，且连续流制备方法高效简单，可连续大量化生产，减少人工误差，具有较大的应用价值。
背景技术
连续流反应器(Continuous flow reactor,CFR)是一种新颖的技术，反应是发生在内径从几微米到几毫米的通道中。在化学工程中，微连续流设备因为反应器的小尺寸能够起到对关键反应参数的独特控制。连续流反应器具有许多优势，高效的传质传热效率，精准的控制反应温度，压力和时间，更易实现集成化和自动化，提高反应的效率，因而受到广大研究学者的关注。
木质纤维素生物质是一种丰富且可再生碳资源，在化学品和燃料生产中有望替代传统的不可再生化石资源，以减轻对化石资源的严重依赖，并减轻相关的环境影响。木质素、纤维素和半纤维素都来源于木质纤维素生物质，它们可以解聚成各种平台化合物，这些平台化合物可以进一步升级为高价值的化学品和燃料。
2-甲基呋喃是最具潜力的生物质基平台化合物之一，它是一种重要的化学中间体，可用作溶剂和原料。在许多报道中，呋喃化合物上C＝C和C＝O键的氢化虽然已经取得了巨大的成功，但碳氧键的氢解仍然是一个严峻的挑战，因为它具有更高的能量势垒和碳氧键的竞争性断裂。
戊醇，由于其独特的性质，如相对较低的粘度和高挥发性，已被广泛用作燃料添加剂、食品添加剂和有机溶剂。传统上戊醇是从生物合成中获得的，生物合成通常有一些缺点，如酶容易失活，并且有的需要高温高压的环反应条件来进行合成。此外，由于复杂的工艺流程和分离步骤，从石油中分离戊醇非常困难且成本高昂。为了解决这些问题，在温和条件下，通过呋喃化合物的催化开环来生产直链醇的化学方法已经成为一种有效的替代方法。此外，相比于传统的均相催化，负载型催化剂能有效避免回收困难、循环利用困难等问题。因此，选择廉价易得的原料和开发更加合适的催化剂是关键。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于2-甲基呋喃加氢制备戊醇的铂基催化剂的制备方法。使用连续流法，通过对溶剂的量和反应温度的筛选，简单高效制备出一种高活性催化剂，在反应温度为25℃，氢气压力为1MPa的反应条件下，2-甲基呋喃的转化率可达到100％，戊醇的选择性为80％。同时，使用该方法可一步制备出高活性催化剂，简化反应步骤，节约反应时间，连续化的生产也极大的提高了生产效率。
为了解决本发明的技术问题，提出的技术方案：一种利用铂基催化剂用于2-甲基呋喃加氢制备戊醇的方法，2-甲基呋喃加氢制备戊醇的反应在装有热导检测器的高压釜中进行，向反应釜中加入所制备的铂基催化剂、2-甲基呋喃、异丙醇，反应得到戊醇；
所述铂基催化剂的制备方法：使用连续流装置制备铂基催化剂；所述的连续流装置是由两个蠕动泵、磁力搅拌器、PP三通、特氟龙管路、油浴锅和收集装置组成；两个蠕动泵的进口端管路分别引入两个容器中，两个蠕动泵出口端管路接入PP材质的三通中的两端，三通的下接口接入一段长度的特氟龙管路，将此段特氟龙管路固定于油浴锅中，最后特氟龙管路的出口端固定于收集装置上方；具体步骤如下：
(1)使用超纯水，向其中加入适量氯铂酸(HPtCl4·xH2O)固体，超声，配成HPtCl4·xH2O水溶液；
(2)取碳载体多壁碳纳米管加入容器中，添加适量乙二醇超声分散；取步骤(1)制得的适量HPtCl4·xH2O水溶液加入其中搅拌一段时间，取与乙二醇同等体积的十二烷加入另一容器中；其中HPtCl4·xH2O溶液与催化剂比例为：每100mg碳纳米管对应665μl的HPtCl4·xH2O溶液，每100mg碳纳米管中加入100ml乙二醇后超声搅拌均匀；
(3)所述油浴锅的温度为160℃；
(4)将收集完的催化剂放在真空干燥箱中烘干。
优选的，步骤(3)中的两个蠕动泵的流速一致。
优选的，步骤(2)中氯铂酸中Pt质量含量Pt≥37.5％，超声频率40KHz。
优选的，碳载体为酸化后的多壁碳纳米管。
优选的，2-甲基呋喃加氢制备戊醇的反应在装有热导检测器的高压釜中进行，向反应釜中加入50mg所制备的铂基催化剂、2mmol 2-甲基呋喃、8ml异丙醇，在反应之前，用2MPa的氢气吹扫反应釜3次，以除去反应釜内的空气，再充入1MPa的氢气，反应温度为25℃，反应时间为3h。
优选的，收集装置为烧杯，容器为烧杯，三通的下接口接入的一段长度的特氟龙管路，特氟龙管路为圆形缠绕，通过细铁丝固定盘悬于油浴锅中。
优选的，称取95mg酸化后的碳纳米管(MWNT)于烧杯中，加入100ml乙二醇后超声搅拌均匀，量取665μl配置好的HPtCl4·xH2O水溶液(每1ml溶液中含20mgHPtCl4·xH2O)加入其中，另量取100ml十二烷于另一烧杯中；将上述两个烧杯放置连续流装置中，打开油浴锅开关，调控蠕动泵，先分别将两路进样到三通的相同位置，设置流速(1ml/min)后，待油浴锅温度达到160℃后，同时启动两泵开关，等待100分钟后，两液混合完毕，最后收集于烧杯中，分离回收上层十二烷清液，抽滤洗涤下层反应液，最后将抽滤完得到的固体置于培养皿中，放进80℃的真空干燥箱干燥12h，结束后密封保存。
优选的，包括以下步骤：
(1)圆底烧瓶中加入多壁碳纳米管和硝酸(1克多壁碳纳米管对应100ml浓硝酸)和搅拌子，将圆底烧瓶安装固定于油浴锅中，搅拌，冷凝回流；酸化结束后，加入去离子水降温并稀释酸浓度，反复清洗抽滤碳纳米管直到最终滤液呈中性，并在70-90℃下干燥8-12h；取出烘干的碳纳米管，放入研钵中研磨，过筛后制成碳纳米管载体；
(2)使用超纯水，向其中加入适量氯铂酸(HPtCl4·xH2O)固体，超声30min，配成HPtCl4·xH2O水溶液(1gHPtCl4·xH2O对应50ml超纯水)；低温密封保存；
(3)称取100mg碳载体碳纳米管加入烧杯中，添加适量乙二醇超声分散，取步骤(2)制得的适量HPtCl4·xH2O水溶液加入其中搅拌一段时间，取与乙二醇同等体积的十二烷加入另一容器中，分别放置两个蠕动泵下，引好管路，打开油浴锅加热开关，带温度达反应温度后，同时进样，等待一段时间，用烧杯收集；
(4)将收集完的反应液抽滤后，放在真空干燥箱烘干12h，结束后密封保存。
优选的，称取95mg酸化后的碳纳米管(MWNT)于烧杯中，加入100ml乙二醇后超声搅拌均匀，量取665μl配置好的HPtCl4·xH2O水溶液(每1ml溶液中含20mgHPtCl4·xH2O)加入其中，另量取100ml十二烷于另一烧杯中；将上述两个烧杯放置连续流装置中，打开油浴锅开关，调控蠕动泵，先分别将两路进样到三通的相同位置，设置流速(1ml/min)后，待油浴锅温度达到160℃后，同时启动两泵开关，等待100分钟后，两液混合完毕，最后收集于烧杯中，分离回收上层十二烷清液，抽滤洗涤下层反应液，最后将抽滤完得到的固体置于培养皿中，放进80℃的真空干燥箱干燥12h，结束后密封保存。
优选的，(1)连续流装置由两个蠕动泵、磁力搅拌器、PP三通、多段特氟龙管路、油浴锅、烧杯组成。两个蠕动泵的进口端管路分别引入两个烧杯中，两个蠕动泵出口端管路接入PP材质的三通中的两通，另一通接入适量长度的特氟龙管路，特氟龙管路为圆形缠绕，通过细铁丝固定盘悬于油浴锅中，最后管路出口端固定于烧杯上方。见图1。
(2)使用超纯水，加入适量氯铂酸(HPtCl4·xH2O)固体，超声30min，配成HPtCl4·xH2O水溶液，密封低温保存；
(3)称取95mg碳载体，加入烧杯中，量取适量乙二醇超声分散，放在磁力搅拌器上搅拌待用，取适量HPtCl4·xH2O水溶液加入其中搅拌，量取与乙二醇相同体积的十二烷加入另一烧杯中；
(4)打开油浴锅开关，待温度达到反应温度后，调控蠕动泵，先分别将两路反应液进样到三通相同位置，设置完流速后同时启动两泵开关，等待两液混合完毕，最后收集在烧杯中，分离回收上层十二烷清液，抽滤洗涤下层反应液最后将抽滤完得到的固体置于培养皿中，放进干燥箱干燥12h，结束后密封保存。
(5)将2mmol的2-甲基呋喃、8ml异丙醇及50mg铂基催化剂加入反应釜内，装好密封；用2MPa的氢气置换三次后，向反应釜内充入氢气压力为1Mpa；反应温度为25℃；反应时间为3h，反应结束后，降温、卸压、开釜、过滤，用气相色谱检测；
本发明的有益效果如下：
本发明提供了一种铂基催化剂的连续流制备方法，相比于浸渍法用时长，取决操作人员的手法和易混合不均等问题，该方法更为简单高效并且可一步且连续生产。首先该方法采用几毫米的管径，极大的增加反应液的比表面积，并且能够快速传质传热，反应液能更好的混合均匀。其次本方法筛选了不同量的溶剂和反应温度，当溶剂用量为100ml，反应温度为160℃，每95mg碳纳米管中对应100ml乙二醇，HPtCl4·xH2O溶液与催化剂比例为：每95mg碳纳米管对应665μl的HPtCl4·xH2O溶液时为最佳，可使2-甲基呋喃加氢制备戊醇转化率可达100％，戊醇的选择性为70％，而使用浸渍法制备的铂基催化剂，对2-甲基呋喃加氢制备戊醇的转化率为100％，但戊醇的选择性为53％(浸渍法的具体方法参考文献Selective hydroconversion of 2-methylfuran to pentanols on MWNT-supported Ptcatalyst at ambient temperature)。催化效能提升了将近20％。根据TEM以及粒径分布图来看，使用本方法制备的铂基催化剂颗粒分布及大小均匀，且粒径较小。而浸渍法制备的铂基催化剂有团聚现象，颗粒大小不一。机械化的操作可以避免人为误差，使结果更易重复，极大的提高了生产效率，为呋喃类衍生物催化加氢制备醇类化合物提供了一种新途径。另外发明使用的原料为可再生生物质衍生物，原料来源丰富且廉价易得，在化学品和燃料生产中有望替代传统的不可再生化石资源，对环境友好，在工业生产中具有更广阔的应用潜力。本发明的总反应式为：
附图说明
图1为连续流装置示意图
图2为2-甲基呋喃氢解为1,4-戊二醇的反应机理图
图3连续流制备的铂基催化剂的TEM图及粒径分布
图4浸渍法制备的铂基催化剂的TEM图及粒径分布
其中图1：反应液-1；反应液-2；磁力搅拌器-3、特氟龙管路-4、蠕动泵-5、PP三通-6、油浴锅-7、反应后混合液-8
具体实施方式
下面结合具体的实例，进一步详细地描述本发明，这些实施例仅为了举例说明本发明，但本发明又不局限于以下实施例。
实施例1
(1)所述的连续流装置是由两个蠕动泵、磁力搅拌器、PP三通、特氟龙管路、油浴锅和收集装置组成；两个蠕动泵的进口端管路分别引入两个容器中，两个蠕动泵出口端管路接入PP材质的三通中的两端，三通的下接口接入一段长度的特氟龙管路，将此段特氟龙管路固定于油浴锅中，最后特氟龙管路的出口端固定于收集装置上方；
(2)圆底烧瓶中加入3g多壁碳纳米管和300mL硝酸，将圆底烧瓶安装在油浴锅中，在120℃下搅拌，冷凝回流4小时。纯化结束后，迅速加入去离子水降温并且稀释酸浓度，反复洗涤抽滤碳纳米管直到最终滤液pH＝7，随后在80℃烘箱中干燥12小时。取出烘干的碳纳米管，放入研钵中研磨，100目标准筛过筛后制成碳纳米管载体；
(3)取1g氯铂酸溶于超纯水50mL中，配置成铂前驱体溶液(Pt：7.5mg/mL)备用；
(4)称取多壁碳纳米管载体95mg，加入烧杯中，量取100ml乙二醇超声分散，放在磁力搅拌器上搅拌待用，取665μl HPtCl4·xH2O水溶液加入其中搅拌，量取100ml十二烷加入另一烧杯中；将上述两个烧杯放置连续流装置中，打开油浴锅开关，待温度达到160℃后，调控蠕动泵，先分别将两路反应液进样到三通相同位置，设置完流速(1ml/min)后同时启动两泵开关，等待两液混合完毕，最后收集在烧杯中，分离回收上层十二烷清液，抽滤洗涤下层反应液，最后将抽滤完得到的固体置于培养皿中，放进80℃真空干燥箱干燥12h，结束后密封保存。
催化剂命名为5％Pt/MWNT(100ml EG)。
对比例1-1催化剂制备
(1)圆底烧瓶中加入3g多壁碳纳米管和300mL硝酸，将圆底烧瓶安装在油浴锅中，在120℃下搅拌，冷凝回流4小时。纯化结束后，迅速加入去离子水降温并且稀释酸浓度，反复洗涤抽滤碳纳米管直到最终滤液pH＝7，随后在80℃烘箱中干燥12小时。取出烘干的碳纳米管，放入研钵中研磨，100目标准筛过筛后制成碳纳米管载体；
(2)取1g氯铂酸溶于超纯水50mL中，配置成铂前驱体溶液(Pt：7.5mg/mL)备用；
(3)称取多壁碳纳米管载体95mg，加入烧杯中，量取40ml乙二醇超声分散，放在磁力搅拌器上搅拌待用，取665μl HPtCl4·xH2O水溶液加入其中搅拌，量取40ml十二烷加入另一烧杯中；将上述两个烧杯放置连续流装置中，打开油浴锅开关，待温度达到160℃后，调控蠕动泵，先分别将两路反应液进样到三通相同位置，设置完流速(1ml/min)后同时启动两泵开关，等待两液混合完毕，最后收集在烧杯中，分离回收上层十二烷清液，抽滤洗涤下层反应液，最后将抽滤完得到的固体置于培养皿中，放进80℃真空干燥箱干燥12h，结束后密封保存。
催化剂命名为5％Pt/MWNT(40ml EG)。
对比例1-2催化剂制备
(1)圆底烧瓶中加入3g多壁碳纳米管和300mL硝酸，将圆底烧瓶安装在油浴锅中，在120℃下搅拌，冷凝回流4小时。纯化结束后，迅速加入去离子水降温并且稀释酸浓度，反复洗涤抽滤碳纳米管直到最终滤液pH＝7，随后在80℃烘箱中干燥12小时。取出烘干的碳纳米管，放入研钵中研磨，100目标准筛过筛后制成碳纳米管载体；
(2)取1g氯铂酸溶于超纯水50mL中，配置成铂前驱体溶液(Pt：7.5mg/mL)备用；
(3)称取多壁碳纳米管载体95mg，加入烧杯中，量取60ml乙二醇超声分散，放在磁力搅拌器上搅拌待用，取665μl HPtCl4·xH2O水溶液加入其中搅拌，量取60ml十二烷加入另一烧杯中；将上述两个烧杯放置连续流装置中，打开油浴锅开关，待温度达到160℃后，调控蠕动泵，先分别将两路反应液进样到三通相同位置，设置完流速(1ml/min)后同时启动两泵开关，等待两液混合完毕，最后收集在烧杯中，分离回收上层十二烷清液，抽滤洗涤下层反应液，最后将抽滤完得到的固体置于培养皿中，放进80℃真空干燥箱干燥12h，结束后密封保存。
催化剂命名为5％Pt/MWNT(60ml EG)。
对比例1-3催化剂制备
(1)圆底烧瓶中加入3g多壁碳纳米管和300mL硝酸，将圆底烧瓶安装在油浴锅中，在120℃下搅拌，冷凝回流4小时。纯化结束后，迅速加入去离子水降温并且稀释酸浓度，反复洗涤抽滤碳纳米管直到最终滤液pH＝7，随后在80℃烘箱中干燥12小时。取出烘干的碳纳米管，放入研钵中研磨，100目标准筛过筛后制成碳纳米管载体；
(2)取1g氯铂酸溶于超纯水50mL中，配置成铂前驱体溶液(Pt：7.5mg/mL)备用；
(3)称取多壁碳纳米管载体95mg，加入烧杯中，量取80ml乙二醇超声分散，放在磁力搅拌器上搅拌待用，取665μl HPtCl4·xH2O水溶液加入其中搅拌，量取80ml十二烷加入另一烧杯中；将上述两个烧杯放置连续流装置中，打开油浴锅开关，待温度达到160℃后，调控蠕动泵，先分别将两路反应液进样到三通相同位置，设置完流速(1ml/min)后同时启动两泵开关，等待两液混合完毕，最后收集在烧杯中，分离回收上层十二烷清液，抽滤洗涤下层反应液，最后将抽滤完得到的固体置于培养皿中，放进80℃真空干燥箱干燥12h，结束后密封保存。
催化剂命名为5％Pt/MWNT(80ml EG)。
对比例1-4催化剂制备
(1)圆底烧瓶中加入3g多壁碳纳米管和300mL硝酸，将圆底烧瓶安装在油浴锅中，在120℃下搅拌，冷凝回流4小时。纯化结束后，迅速加入去离子水降温并且稀释酸浓度，反复洗涤抽滤碳纳米管直到最终滤液pH＝7，随后在80℃烘箱中干燥12小时。取出烘干的碳纳米管，放入研钵中研磨，100目标准筛过筛后制成碳纳米管载体；
(2)取1g氯铂酸溶于超纯水50mL中，配置成铂前驱体溶液(Pt：7.5mg/mL)备用；
(3)称取多壁碳纳米管载体95mg，加入烧杯中，量取40ml乙二醇超声分散，放在磁力搅拌器上搅拌待用，取665μl HPtCl4·xH2O水溶液加入其中搅拌，量取40ml十二烷加入另一烧杯中；将上述两个烧杯放置连续流装置中，打开油浴锅开关，待温度达到140℃后，调控蠕动泵，先分别将两路反应液进样到三通相同位置，设置完流速(1ml/min)后同时启动两泵开关，等待两液混合完毕，最后收集在烧杯中，分离回收上层十二烷清液，抽滤洗涤下层反应液，最后将抽滤完得到的固体置于培养皿中，放进80℃真空干燥箱干燥12h，结束后密封保存。
催化剂命名为5％Pt/MWNT(140℃)。
对比例1-5催化剂制备
(1)圆底烧瓶中加入3g多壁碳纳米管和300mL硝酸，将圆底烧瓶安装在油浴锅中，在120℃下搅拌，冷凝回流4小时。纯化结束后，迅速加入去离子水降温并且稀释酸浓度，反复洗涤抽滤碳纳米管直到最终滤液pH＝7，随后在80℃烘箱中干燥12小时。取出烘干的碳纳米管，放入研钵中研磨，100目标准筛过筛后制成碳纳米管载体；
(2)取1g氯铂酸溶于超纯水50mL中，配置成铂前驱体溶液(Pt：7.5mg/mL)备用；
(3)称取多壁碳纳米管载体95mg，加入烧杯中，量取40ml乙二醇超声分散，放在磁力搅拌器上搅拌待用，取665μl HPtCl4·xH2O水溶液加入其中搅拌，量取40ml十二烷加入另一烧杯中；将上述两个烧杯放置连续流装置中，打开油浴锅开关，待温度达到150℃后，调控蠕动泵，先分别将两路反应液进样到三通相同位置，设置完流速(1ml/min)后同时启动两泵开关，等待两液混合完毕，最后收集在烧杯中，分离回收上层十二烷清液，抽滤洗涤下层反应液，最后将抽滤完得到的固体置于培养皿中，放进80℃真空干燥箱干燥12h，结束后密封保存。
催化剂命名为5％Pt/MWNT(150℃)。
对比例1-6催化剂制备
(1)圆底烧瓶中加入3g多壁碳纳米管和300mL硝酸，将圆底烧瓶安装在油浴锅中，在120℃下搅拌，冷凝回流4小时。纯化结束后，迅速加入去离子水降温并且稀释酸浓度，反复洗涤抽滤碳纳米管直到最终滤液pH＝7，随后在80℃烘箱中干燥12小时。取出烘干的碳纳米管，放入研钵中研磨，100目标准筛过筛后制成碳纳米管载体；
(2)取1g氯铂酸溶于超纯水50mL中，配置成铂前驱体溶液(Pt：7.5mg/mL)备用；
(3)称取多壁碳纳米管载体95mg，加入烧杯中，量取40ml乙二醇超声分散，放在磁力搅拌器上搅拌待用，取665μl HPtCl4·xH2O水溶液加入其中搅拌，量取40ml十二烷加入另一烧杯中；将上述两个烧杯放置连续流装置中，打开油浴锅开关，待温度达到170℃后，调控蠕动泵，先分别将两路反应液进样到三通相同位置，设置完流速(1ml/min)后同时启动两泵开关，等待两液混合完毕，最后收集在烧杯中，分离回收上层十二烷清液，抽滤洗涤下层反应液，最后将抽滤完得到的固体置于培养皿中，放进80℃真空干燥箱干燥12h，结束后密封保存。
催化剂命名为5％Pt/MWNT(170℃)。
实施例2
(1)圆底烧瓶中加入3g多壁碳纳米管和300mL硝酸，将圆底烧瓶安装在油浴锅中，在120℃下搅拌，冷凝回流4小时。纯化结束后，迅速加入去离子水降温并且稀释酸浓度，反复洗涤抽滤碳纳米管直到最终滤液pH＝7，随后在80℃烘箱中干燥12小时。取出烘干的碳纳米管，放入研钵中研磨，100目标准筛过筛后制成碳纳米管载体；
(2)取1g氯铂酸溶于超纯水50mL中，配置成铂前驱体溶液(Pt：7.5mg/mL)备用；
(3)称取多壁碳纳米管载体190mg，加入烧杯中，量取200ml乙二醇超声分散，放在磁力搅拌器上搅拌待用，取1330μl HPtCl4·xH2O水溶液加入其中搅拌，量取200ml十二烷加入另一烧杯中；将上述两个烧杯放置连续流装置中，打开油浴锅开关，待温度达到160℃后，调控蠕动泵，先分别将两路反应液进样到三通相同位置，设置完流速(1ml/min)后同时启动两泵开关，等待两液混合完毕，最后收集在烧杯中，分离回收上层十二烷清液，抽滤洗涤下层反应液，最后将抽滤完得到的固体置于培养皿中，放进80℃真空干燥箱干燥12h，结束后密封保存。
实施例3催化剂ICP测试
实施例1与对比例1-1、1-2、1-3所制备的铂基催化剂，经过称量、王水溶解、稀释定容，通过电感耦合等离子发射光谱仪Inductively Coupled Plasma Optical EmissionSpectrometer(ICP-OES)测试，结果见表1。
表1催化剂ICP测试结果
根据以上结果，实施例1和实施例2所制备的催化剂，负载率皆大于95％，而对比例1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6的负载率都在60％～90％不等，负载效果不佳，为了更好的跟浸渍法(具体方法参考文献Selective hydroconversion of 2-methylfuran to pentanolson MWNT-supported Pt catalyst at ambient temperature所制备的催化剂(ICP：4.9％))对比，可用实施例1与实施例2用于2-甲基呋喃加氢制备戊醇。
实施例4 2-甲基呋喃加氢制备戊醇反应活性测试
2-甲基呋喃加氢制备戊醇的反应在装有热导检测器的高压釜中进行。首先，向反应釜中加入50mg实施例1所制备的催化剂、2mmol 2-甲基呋喃、8ml异丙醇。在反应之前，用2MPa的氢气吹扫反应釜3次，以除去反应釜内的空气，再充入1MPa的氢气，反应温度为25℃，反应时间为3h。测试结果见表2.
表2 2-甲基呋喃加氢制备戊醇反应活性测试
为了更好体现连续流法制备的铂基催化剂的优越性，挑选了ICP结果在70％以上的催化剂测试二甲基呋喃加氢制备戊醇的活性。根据表2的实验结果，在实施例1催化剂上2-甲基呋喃已经完全转化(转化率＝100％)，其中戊醇产率为70％(1-戊醇占33％，2-戊醇占37％)，相比于使用浸渍法制备的5％Pt/MWNT所得戊醇产率(53％)，提高了将近20％。另外其他对比结果，虽然负载率没达到，但二甲基呋喃加氢制备戊醇的活性大都优于浸渍法所制备的催化剂。
根据反应结果可以得出，本发明使用连续流法制备了一种铂基催化剂，，通过优化溶剂的使用量，得到最高负载率的催化剂，应用于2-甲基呋喃加氢制备戊醇的反应，产率有了明显的提升。制备出的颗粒分布均匀，粒径较小。相较于之前的工艺生产路线，该发明的工艺路线制备过程简单，机械化的操作可有效避免人为误差，一步即可得到所需催化剂，大大缩减了生产时间。原料可再生，催化剂具有高活性，反应条件温和，一定程度上降低了能量消耗，对环境友好，可有效缓解如今全球面临的能源问题。因此，本发明在工业生产中具有广阔的应用潜力。
本发明的不局限于上述实施例所述的具体技术方案，凡采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种利用铂基催化剂用于2-甲基呋喃加氢制备戊醇的方法，其特征在于：2-甲基呋喃加氢制备戊醇的反应在装有热导检测器的高压釜中进行，向反应釜中加入所制备的铂基催化剂、 2-甲基呋喃、异丙醇，反应得到戊醇；
所述铂基催化剂的制备方法：使用连续流装置制备铂基催化剂；所述的连续流装置是由两个蠕动泵、磁力搅拌器、PP三通、特氟龙管路、油浴锅和收集装置组成；两个蠕动泵的进口端管路分别引入两个容器中，两个蠕动泵出口端管路接入PP材质的三通中的两端，三通的下接口接入一段长度的特氟龙管路，将此段特氟龙管路固定于油浴锅中，最后特氟龙管路的出口端固定于收集装置上方；具体步骤如下：
（1） 使用超纯水，向其中加入适量氯铂酸固体，超声，配成氯铂酸水溶液；
（2） 取碳载体多壁碳纳米管加入容器中，添加适量乙二醇超声分散；取步骤（1）制得的适量氯铂酸水溶液加入其中搅拌一段时间，取与乙二醇同等体积的十二烷加入另一容器中；其中氯铂酸溶液与催化剂比例为：每100mg碳纳米管对应665μl的氯铂酸溶液，每100mg碳纳米管中加入100ml乙二醇后超声搅拌均匀；
（3）所述油浴锅的温度为160℃；
（4） 将收集完的催化剂放在真空干燥箱中烘干。
2.根据权利要求1所述的利用铂基催化剂用于2-甲基呋喃加氢制备戊醇的方法，其特征在于：步骤（3）中的两个蠕动泵的流速一致。
3.根据权利要求1所述的利用铂基催化剂用于2-甲基呋喃加氢制备戊醇的方法，其特征在于：步骤1中配成氯铂酸水溶液为1g氯铂酸对应50ml超纯水；低温密封保存。
4.根据权利要求1所述的利用铂基催化剂用于2-甲基呋喃加氢制备戊醇的方法，其特征在于：碳载体为酸化后的多壁碳纳米管。
5.根据权利要求1所述的利用铂基催化剂用于2-甲基呋喃加氢制备戊醇的方法，其特征在于：圆底烧瓶中加入多壁碳纳米管和硝酸，1克多壁碳纳米管对应100ml浓硝酸和搅拌子，将圆底烧瓶安装固定于油浴锅中，搅拌，冷凝回流；酸化结束后，加入去离子水降温并稀释酸浓度，反复清洗抽滤碳纳米管直到最终滤液呈中性，并在70-90 ℃下干燥8-12 h；取出烘干的碳纳米管，放入研钵中研磨，过筛后制成碳纳米管载体。
6.根据权利要求1所述的利用铂基催化剂用于2-甲基呋喃加氢制备戊醇的方法，其特征在于：2-甲基呋喃加氢制备戊醇的反应在装有热导检测器的高压釜中进行，向反应釜中加入50mg所制备的铂基催化剂、2 mmol 2-甲基呋喃、8ml异丙醇，在反应之前，用2MPa的氢气吹扫反应釜3次，以除去反应釜内的空气，再充入1MPa的氢气，反应温度为25℃，反应时间为3h。
7.根据权利要求1所述的利用铂基催化剂用于2-甲基呋喃加氢制备戊醇的方法，其特征在于：收集装置为烧杯，容器为烧杯，三通的下接口接入的一段长度的特氟龙管路，特氟龙管路为圆形缠绕，通过细铁丝固定盘悬于油浴锅中。
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