【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于催化氫化領(lǐng)域，具體涉及一種淀粉氫化轉(zhuǎn)糖的銅基催化劑及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、淀粉作為自然界中極為豐富且可再生的碳水化合物資源，廣泛存在于谷物、薯類、豆類等多種植物中，通過化學(xué)或生物方法將淀粉分解為葡萄糖，不僅能夠為食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)提供重要的原料，還是生產(chǎn)生物乙醇、生物柴油等可再生能源的關(guān)鍵步驟之一。
2、傳統(tǒng)的淀粉制糖工藝主要依賴于酸水解或酶水解技術(shù)。酸水解法雖工藝成熟，但存在環(huán)境污染、設(shè)備腐蝕及后續(xù)中和處理成本高等問題；而酶水解法則條件溫和、專一性強，但酶的成本高、穩(wěn)定性差且易受操作條件影響，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。因此，探索更為高效、環(huán)保的淀粉轉(zhuǎn)化技術(shù)成為研究重點。
3、近年來，利用金屬催化劑促進淀粉等非晶態(tài)多糖的直接氫化或水解轉(zhuǎn)化成為研究新趨勢。特別是，過渡金屬氧化物因其獨特的電子結(jié)構(gòu)和催化活性，在催化領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。其中，銅基催化劑廉價易得、對環(huán)境友好，已被證實能有效促進纖維素的降解生成葡萄糖。然而，銅基催化劑單獨使用時往往存在活性位點易失活、選擇性不高的問題，限制了其催化效率。為了提高其催化性能，研究者們開始探索將活性金屬銅負載于不同的載體上，形成復(fù)合催化劑，以期通過改善催化劑的分散性、增加活性位點的可及性以及調(diào)節(jié)表面酸堿性質(zhì)等手段，優(yōu)化催化過程。
4、關(guān)于銅基負載催化劑在淀粉氫化轉(zhuǎn)化為葡萄糖方面的應(yīng)用仍處于初步探索階段，其催化機理、最佳制備條件、反應(yīng)路徑優(yōu)化以及催化劑的再生與循環(huán)利用等問題尚待深入研究。因此，研發(fā)一種高效、穩(wěn)定、可回收的銅基催化劑，用于
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種淀粉氫化轉(zhuǎn)糖的銅基催化劑及其制備方法和應(yīng)用。該催化劑能高效催化淀粉制糖，具有良好的穩(wěn)定性、不易失活、壽命較長，制法簡單、價格低廉、易于控制。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案為：
3、一種淀粉氫化轉(zhuǎn)糖的銅基催化劑的制備方法，包括如下步驟：
4、（1）向銅鹽水溶液中加入堿，老化后過濾，得到氫氧化物沉淀；
5、（2）均勻混合所述氫氧化物沉淀和載體，得到催化劑前驅(qū)體，壓片成型；
6、（3）將步驟（2）得到的成型的催化劑前驅(qū)體在250~900℃條件下焙燒，之后采用氫氣還原，即得所述銅基催化劑。
7、優(yōu)選的，步驟（1）中所述的銅鹽為硝酸銅、醋酸銅或硫酸銅中的一種或幾種。
8、優(yōu)選的，步驟（1）中所述的堿為氨水。
9、優(yōu)選的，步驟（1）中控制ph為10。
10、優(yōu)選的，步驟（1）中所述的老化的時間為0.1~48小時。
11、優(yōu)選的，步驟（2）中所述的載體為氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、活性炭、高嶺土或硅藻土中的一種或幾種。
12、優(yōu)選的，步驟（2）還包括干燥所述催化劑前驅(qū)體的步驟。更優(yōu)選的，所述干燥的溫度為60~120℃。
13、優(yōu)選的，步驟（3）中所述的還原的溫度為150~300℃。
14、優(yōu)選的，步驟（3）中所述還原的時間為0.25~24小時。
15、本專利技術(shù)還提供上述制備方法制得的銅基催化劑。
16、本專利技術(shù)還提供上述制備方法制得的銅基催化劑的應(yīng)用。
17、所述應(yīng)用包括：在間歇反應(yīng)器中、氫氣條件下，將淀粉氫化轉(zhuǎn)化為糖。
18、優(yōu)選的，所述氫化的溫度為100~250℃，氫氣壓力為0.1~8.0?mpa，所述淀粉為溶液形式，所述淀粉溶液的濃度為1wt%~50wt%，所述淀粉溶液的流速為0.1~3ml/min，催化劑在所述間歇反應(yīng)器中的填充高度為5~120?cm，尾氣流速為5~10?ml/min。
19、本專利技術(shù)的有益效果在于：
20、采用本專利技術(shù)的催化劑轉(zhuǎn)化淀粉，原料可采用農(nóng)作物廢棄物，來源廣泛。
21、本專利技術(shù)的催化劑不僅具有良好的穩(wěn)定性，不易失活，可以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，壽命較長。而且制備方法簡單易得，價格低廉，使得整個工藝成本較低。
22、利用本專利技術(shù)的催化劑轉(zhuǎn)化淀粉，工藝過程中不產(chǎn)生廢氣、廢水，無需中和工序，不產(chǎn)生鹽，工藝較為簡便、易于控制，是一種綠色的可持續(xù)新型工藝路線。
23、本專利技術(shù)的催化劑能充分利用淀粉的有效成分，得到的產(chǎn)品糖濃度較高，為后續(xù)高附加值化學(xué)品的制備提供了原料，有利于工業(yè)化生產(chǎn)和推廣。
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1.一種淀粉氫化轉(zhuǎn)糖的銅基催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的銅鹽為硝酸銅、醋酸銅或硫酸銅中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的堿為氨水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的老化的時間為0.1~48小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述的載體為氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、活性炭、高嶺土或硅藻土中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）還包括干燥所述催化劑前驅(qū)體的步驟；優(yōu)選的，所述干燥的溫度為60~120℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述的還原的溫度為150~300℃。
8.權(quán)利要求1-7任一所述的制備方法制得的銅基催化劑。
9.權(quán)利要求1-7任一所述的制備方法制得的銅基催化劑的應(yīng)用，其特征在于，包括：在間歇反應(yīng)器中、氫氣條件下，將淀粉氫化轉(zhuǎn)
10.?根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述氫化的溫度為100~250℃，氫氣壓力為0.1~8.0?MPa，所述淀粉為溶液形式，所述淀粉溶液的濃度為1wt%~50wt%，所述淀粉溶液的流速為0.1~3mL/min，催化劑在所述間歇反應(yīng)器中的填充高度為5~120?cm，尾氣流速為5~10?mL/min。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種淀粉氫化轉(zhuǎn)糖的銅基催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的銅鹽為硝酸銅、醋酸銅或硫酸銅中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的堿為氨水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的老化的時間為0.1~48小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述的載體為氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、活性炭、高嶺土或硅藻土中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）還包括干燥所述催化劑前驅(qū)體的步驟；優(yōu)選的，所述干燥...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陸新德，陸子揚，朱建良，
申請(專利權(quán))人：南京科翼新材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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