【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于化工催化材料，具體涉及一種生物質基氮碳材料負載鋯基催化劑的制備及其在水楊醛mpv轉移加氫反應中的應用。
技術介紹
1、水楊醇又名2-羥基苯甲醇，是一種重要的化工原料，可用于合成多種化學品和藥物，在醫藥、香料和農藥等領域具有非常廣泛的應用。比較典型的水楊醇的合成方法是以苯酚和甲醛為原料，乙酸鋅為催化劑在水介質中合成，反應結束后需采用有機溶劑萃取得到水楊醇，該過程存在步驟繁多、產生大量廢水以及消耗大量有機溶劑的缺點。而以水楊醛為原料加氫制備水楊醇工藝簡單、原子利用率高。水楊醛加氫反應包括直接加氫法，即以氫氣為氫源，將其還原為醇的過程。但是水楊醛中的苯環也容易加氫，導致生成較多的副產物。另一種是mpv轉移加氫反應，以廉價且安全的醇類化合物為氫源，可以高選擇性的將醛基轉化為相應的醇。目前大部分研究的醛、酮等羰基化合物加氫轉化的底物大多是糠醛。如cn116332864a，以zr為活性金屬，含氮配體為有機配體合成了鋯氮配位催化劑(zr-mm)，可以有效的催化糠醛轉化為糠醇。糠醛的醛基位于一個不飽和的糠環上，這種結構使得醛基的電子云密度較高，更容易接受氫原子進行加成反應。而水楊醛的醛基則連接在一個苯環上，苯環的共軛效應和穩定性使得醛基的反應活性降低，加氫過程更為困難。因此，水楊醛的mpv轉移加氫反應鮮有報道。
2、近年來，氮碳材料以其獨特的電子和化學性質在催化研究領域引起了廣泛的關注和應用。一方面，氮物種的引入可以有效調控催化劑的酸堿性質，提高其對反應物的活化能力；另一方面，氮物種可以與金屬組分發生相互作用，提高金屬
3、本專利技術以綠色無污染的生物質基氮碳材料和鋯鹽為前驅體，通過水熱碳化和高溫熱裂解方法，制備了一種可高效催化水楊醛mpv轉移加氫反應的鋯基催化劑。水楊醛在170℃下，可以使水楊醇的收率達到97％以上。
技術實現思路
1、本專利技術是針對現有技術在水楊醛mpv轉移加氫反應時催化劑活性低，產物選擇性低，催化劑價格昂貴且制備流程復雜等問題，提供了一種以生物質基氮碳材料負載氧化鋯作為催化劑，高效催化mpv轉移加氫反應的方法。該催化劑制備流程簡單、氮碳前驅體綠色經濟、催化活性和產率高，具有較好的實際應用價值。
2、本專利技術所采用的技術方案為：
3、一種用于水楊醛mpv轉移加氫反應的生物質基氮碳材料負載鋯基催化劑的制備方法，該方法是按照以下步驟進行的：
4、(1)稱取氮碳前驅體和鋯鹽在室溫下溶于5wt％的乙酸溶液中；
5、(2)溶解均勻后，將溶液轉移至水熱釜中進行水熱碳化；
6、(3)水熱碳化結束，經離心、干燥后放入管式爐中，在惰性氛圍下，從室溫升至指定溫度，3小時后得到鋯基催化劑，記為zro2/nc_t，t為不同的焙燒溫度。
7、作為本專利技術的限定，本專利技術步驟(1)中所述的氮碳前驅體為殼聚糖、甲殼素中的一種；所述的鋯鹽為無機鋯鹽或有機鋯鹽，具體為氧氯化鋯、氯化鋯、乙醇鋯、乙酰丙酮鋯中的一種，優選為氧氯化鋯；鋯鹽和氮碳前驅體的質量比為0.2～2，優選為1.0。
8、作為本專利技術的限定，本專利技術步驟(2)中所述水熱碳化120～210℃，優選為180℃。
9、作為本專利技術的限定，本專利技術步驟(3)中焙燒溫度為600～800℃，優選為：750℃。
10、制備的生物質基氮碳材料負載鋯基催化劑在水楊醛mpv轉移加氫反應中的應用，具體應用為：
11、(1)將水楊醛底物、鋯基催化劑和醇溶劑加入到間歇式高壓反應釜中，用氮氣置換氣體后充入初壓為0.8mpa的氮氣；
12、(2)在攪拌的狀態下，設定反應溫度為130～170℃，反應時間為2～8h，反應結束后將反應釜迅速降溫至室溫，用氣相色譜對產物進行分析。
13、作為本專利技術的進一步限定，本專利技術步驟(1)中所述的催化劑與水楊醛底物的質量摩爾比為50～100mg：2mmol。
14、作為本專利技術的進一步限定，本專利技術步驟(1)中所述的水楊醛底物與醇溶劑的摩爾體積比為2mmol：10ml。
15、作為本專利技術的進一步限定，本專利技術步驟(1)中所述的溶劑為乙醇、異丙醇、仲丁醇中的一種，優選為異丙醇。
16、作為本專利技術的進一步限定，本專利技術步驟(2)反應溫度是170℃，反應時間為5h。
17、本專利技術提供的鋯基催化劑的制備方法，相較于傳統的催化劑，本方法有如下優點：
18、在溫和的反應條件下，本方法制備的鋯基催化劑對水楊醛mpv轉移加氫反應有較好的催化性能，水楊醛在170℃下，反應5小時，可以實現99.2％水楊醛轉化率，對水楊醇的選擇性最大達到98.1％，同時該方法還具有催化劑制備流程簡單、原料綠色廉價易得、底物普適性廣等優點。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種用于水楊醛MPV轉移加氫反應的生物質基氮碳材料負載鋯基催化劑的制備方法，其特征在于：催化劑是按照以下步驟進行的：
2.根據權利要求1所述的用于水楊醛MPV轉移加氫反應的生物質基氮碳材料負載鋯基催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的鋯鹽為無機鋯鹽或有機鋯鹽，具體為氧氯化鋯、氯化鋯、乙醇鋯、乙酰丙酮鋯中的一種。
3.根據權利要求1所述的用于水楊醛MPV轉移加氫反應的生物質基氮碳材料負載鋯基催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的鋯鹽和氮碳前驅體的質量比為0.2～2：1。
4.根據權利要求1所述的用于水楊醛MPV轉移加氫反應的生物質基氮碳材料負載鋯基催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的水熱碳化溫度為120～210℃。
5.根據權利要求1所述的用于水楊醛MPV轉移加氫反應的生物質基氮碳材料負載鋯基催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述的焙燒溫度為750℃。
6.根據權利要求1-5任一項所述方法制備的生物質基氮碳材料負載鋯基催化劑在水楊醛MPV轉移加氫反應中的應用。
7.根
8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于：鋯基催化劑與底物的質量摩爾比為50～100mg：2mmol；所述醇溶劑為乙醇、異丙醇、仲丁醇中的一種；反應溫度為130～170℃；所述反應時間為2～8h。
...【技術特征摘要】
1.一種用于水楊醛mpv轉移加氫反應的生物質基氮碳材料負載鋯基催化劑的制備方法，其特征在于：催化劑是按照以下步驟進行的：
2.根據權利要求1所述的用于水楊醛mpv轉移加氫反應的生物質基氮碳材料負載鋯基催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的鋯鹽為無機鋯鹽或有機鋯鹽，具體為氧氯化鋯、氯化鋯、乙醇鋯、乙酰丙酮鋯中的一種。
3.根據權利要求1所述的用于水楊醛mpv轉移加氫反應的生物質基氮碳材料負載鋯基催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的鋯鹽和氮碳前驅體的質量比為0.2～2：1。
4.根據權利要求1所述的用于水楊醛mpv轉移加氫反應的生物質基氮碳材料負載鋯基催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述的水熱碳化溫度為120～210℃。
5.根據權利要求1所...
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。