Pt-W基催化剂及其制备方法与应用、选择性氢解反应与流程

本发明涉及催化剂材料合成领域，具体涉及一种pt-w基催化剂及其制备方法与应用、选择性氢解反应。

背景技术：

1、可再生能源是非常具有潜力的新能源之一，其中，1,3-丙二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇是重要的化工中间体以及合成高端聚酯的重要单体。目前，工业上主要采用石油炼制途径生产1,3-丙二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇，存在生产能耗高、原料不可再生、反应产物分离困难、污染环境等问题。

2、文献(chinese journal of catalysis,2020,41,1261-1267)报道了一种将甘油催化转化成1,3-丙二醇的方法，研究了pt-w基催化剂在固定床反应器中连续运行700小时后的稳定性。在700小时的反应后，甘油转化率从最初的58％降低到25％，贵金属pt含量流失率达到了8.7wt％。

3、文献(acs catal.2018,8,1427-1439)报道了一种用pt-w基催化剂将四氢呋喃二甲醇选择性氢解合成1,6-己二醇的方法，1,6-己二醇收率可达70％，但是，pt含量高达10％，尚未发现关于催化剂稳定性的报道。

4、文献(catalysis today,2018,303,207-212)报道了一种用pt-w基催化剂将四氢糠醛选择性氢解合成1,5-戊二醇的方法，1,5-戊二醇收率最大为43％，pt含量为3％，尚未发现关于催化剂稳定性的报道。

5、工业制备1,3-丙二醇、1,5-戊二醇和1,6-己二醇通常采用甘油、四氢糠醇、四氢呋喃二甲醇等生物基平台化合物，在pt-w基催化剂的催化下，均可以通过选择性地氢解仲羟基，现有技术中虽然可以实现上述催化反应，但反应条件较为苛刻，通常需要在水相高温下进行，同时对催化剂的活性和水热稳定性要求较高，难以在工业中推广应用。因此，需要能够兼顾催化活性和稳定性的催化剂。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的催化剂催化活性和水热稳定性较差，贵金属容易流失导致催化活性快速降低的问题，提供一种pt-w基催化剂及其制备方法与应用、选择性氢解反应，该催化剂具有高催化活性和高稳定性，能够长周期稳定运行。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种pt-w基催化剂，其中，所述催化剂包含pt纳米颗粒、氧化铝和w氧化物；

3、所述pt纳米颗粒限域在氧化铝中，所述w氧化物负载于氧化铝表面。

4、优选地，所述pt纳米颗粒的平均粒径为0.5-6nm，优选为2-4nm。

5、优选地，以所述催化剂的总重量计，所述pt纳米颗粒的质量百分含量为0.3-4重量％，优选0.5-3重量％。

6、优选地，以所述催化剂的总重量计，所述w氧化物的含量为0.3-10重量％，优选为3-8重量％。

7、本发明第二方面提供一种pt-w基催化剂的制备方法，其中，所述方法包括：

8、(1)使pt纳米颗粒负载在有机骨架上，得到预成型的含pt有机骨架；

9、(2)使步骤(1)的预成型的含pt有机骨架表面生长有机骨架，得到封装pt颗粒的有机骨架；

10、(3)使步骤(2)制得的封装pt颗粒的有机骨架中填充氧化铝，得到pt@al2o3材料；

11、(4)在pt@al2o3材料表面负载w氧化物，进行热处理得到pt-w基催化剂。

12、优选地，步骤(1)中，所述pt纳米颗粒的制备方法包括：

13、使含铂源和有机溶剂的混合物进行第一加热后，与还原剂混合进行第二加热，得到pt纳米颗粒。

14、优选地，步骤(1)中，所述负载的方法包括：使pt纳米颗粒与有机骨架进行混合、固液分离，得到的固体产物进行第一煅烧后得到预成型的含pt有机骨架。

15、优选地，步骤(4)包括：使pt@al2o3材料与含钨源的溶液混合，进行热处理。

16、优选地，所述钨源以w氧化物计，钨源与pt@al2o3材料的质量比为0.003-0.1：1，优选为0.03-0.08：1。

17、本发明第三方面提供一种第二方面所述的制备方法制得的pt-w基催化剂。

18、本发明第四方面提供一种第一方面或第三方面所述的pt-w基催化剂在氢解反应中的应用。

19、本发明第五方面提供一种选择性氢解反应的方法，其中，所述方法包括：在第一方面或第三方面所述的催化剂的存在下，将反应原料进行选择性氢解反应。

20、通过上述技术方案，获得的有益效果如下：

21、(1)本发明提供的pt-w基催化剂，具有高催化活性和高稳定性，能够长周期稳定运行；

22、(2)本发明中，优选地，所述pt-w基催化剂的制备方法简单，通过氧化铝包覆pt纳米颗粒，减少pt纳米颗粒的流失，制备方法简单，原料来源广泛，制得的催化剂用于选择性氢解制二醇的反应，具有高反应物转化率和高目标产物选择性。

1.一种pt-w基催化剂，其特征在于，所述催化剂包含pt纳米颗粒、氧化铝和w氧化物；

2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，所述pt纳米颗粒的平均粒径为0.5-6nm，优选为2-4nm；

3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，以所述催化剂的总重量计，所述w氧化物的含量为0.3-10重量％，优选为3-8重量％。

4.一种pt-w基催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述pt纳米颗粒的制备方法包括：

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，所述有机骨架为由有机分子以共价键连接的结晶性多孔高分子材料；

7.根据权利要求4-6中的任意一项所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述负载的方法包括：使pt纳米颗粒与有机骨架进行混合、固液分离，得到的固体产物进行第一煅烧后得到预成型的含pt有机骨架；

8.根据权利要求4-7中的任意一项所述的制备方法，其中，步骤(2)包括：使预成型的含pt有机骨架与含有胺类化合物、前驱体和有机溶剂的混合物混合，进行第四加热得到封装pt颗粒的有机骨架；

9.根据权利要求4-8中的任意一项所述的制备方法，其中，步骤(3)中，所述填充的过程包括：使封装pt颗粒的有机骨架与含铝源的有机溶液混合，进行真空干燥和第二煅烧后得到pt@al2o3材料；

10.根据权利要求4-9中的任意一项所述的制备方法，其中，步骤(4)包括：使pt@al2o3材料与含钨源的溶液混合，进行热处理；

11.权利要求4-10中任意一项所述的制备方法制得的催化剂。

12.权利要求1-3和11中任意一项所述的催化剂在氢解反应中的应用。

13.一种选择性氢解制二醇的方法，其特征在于，所述方法包括：在权利要求1-3和11中任意一项所述的催化剂的存在下，将反应原料进行选择性氢解反应；