长链有机酮的催化加氢催化剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及催化剂，具体涉及一种长链有机酮的催化加氢催化剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、长链有机酮（通常指碳链长度≥8的脂肪族酮）是精细化工、生物燃料及医药中间体领域的重要原料，其催化加氢产物长链仲醇，广泛应用于表面活性剂、洗涤剂、增塑剂、特种化学品的合成，同时也是生物燃料升级的关键中间体，在轻工、化工、冶金、医药等多个行业具有不可替代的应用价值。特别是在长链正构烷烃的催化氧化制备仲醇的催化反应过程中，常常伴随着副产物长链有机酮的生成（中国专利申请cn117550954a），将长链有机酮通过催化加氢转化为高附加值的长链醇，不仅能提升资源利用率，还能显著降低生产成本，符合绿色化工与可持续发展的产业趋势，因此长链有机酮的催化加氢技术一直是工业催化领域的研究热点之一。

2、目前，长链有机酮催化加氢技术主要分为热催化加氢与电催化加氢两大方向，热催化加氢领域，已开发出多相催化与均相催化两类体系；多相催化常用raney ni、pd/c、ru/c等催化剂，其中ru基催化剂因耐毒性强、适配长链底物的优势得到广泛研究，部分ru系配合物催化剂可在80℃、3mpa氢气压力下实现长链酮的高效转化，转化率可达99%以上；均相催化则以ru、rh、mn等过渡金属配合物为核心，通过配体调控实现高选择性加氢，部分体系转化数（ton）突破105，且可在温和条件下运行（有机化学，2026,46(01)：241-249）。电催化加氢作为新型绿色路径，近年来取得显著进展，pd、ru基复合催化剂在室温、水溶液中可实现长链酮的高活性转化，法拉第效率超95%，无需依赖化石燃料制氢，为降低碳排放提供了新可能（高等学校化学学报，2020,41(07)：1449-1460）。

3、尽管长链有机酮催化加氢技术已取得一定突破，但现有技术仍存在诸多亟待解决的问题，难以满足工业规模化生产的高效、低成本、绿色化需求，尤其是催化加氢催化剂的催化活性和稳定性还有待提升。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术中催化氧化长链有机酮的加氢反应中存在的催化剂活性和稳定性差的问题，提供一种长链有机酮的催化加氢催化剂及其制备方法和应用，该催化剂具有催化活性高、稳定性好的优点。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种长链有机酮的催化加氢催化剂，该催化剂包括复合载体和负载于所述复合载体上的钌，所述复合载体的成分包括二氧化铈和二氧化硅，所述钌的质量占所述复合载体质量的1~5%，所述钌的平均粒径为0.5~2nm。

3、优选地，以所述复合载体的总重量为基准，所述二氧化铈与所述二氧化硅的含量分别为10~30%和70~90%。

4、优选地，所述催化剂的比表面积为300~450m2/g，所述催化剂的平均孔径为2~5nm。

5、本发明第二方面提供一种制备上述的长链有机酮的催化加氢催化剂的方法，该方法包括：

6、s1、将二氧化硅粉末、铈前驱体和氨水混合反应，固液分离后干燥、研磨、煅烧，得到复合载体；

7、s2、将所述复合载体于含有钌前驱体的溶液中进行浸渍，再固液分离、洗涤、干燥，然后在还原性气体存在下进行还原。

8、优选地，所述铈前驱体选自硝酸铈六水合物、氯化铈、硫酸铈铵和硝酸铈铵中的至少一种。

9、优选地，所述钌前驱体选自氯钌酸铵、三氯化钌和溴化钌中的至少一种。

10、优选地，所述二氧化硅粉末、所述铈前驱体和所述氨水的混合体系的ph值为9~13。

11、优选地，所述含有钌前驱体的溶液的ph值为2~4。

12、优选地，所述煅烧的条件包括：升温速率为2~8℃/min，温度为400~600℃，时间为10~15h。

13、优选地，所述还原性气体为氢气和氮气的混合气，所述混合气中氢气的体积分数为5~15%。

14、优选地，所述还原的条件包括：升温速率为2~8℃/min，温度为200~400℃，时间为1~3h。

15、本发明第三方面提供一种长链有机酮催化加氢制备仲醇的方法，该方法包括：将长链有机酮、催化剂和有机溶剂混合进行催化加氢反应，其中，所述催化剂为上述的长链有机酮的催化加氢催化剂。

16、优选地，所述长链有机酮选自c8~c20长链有机酮中的至少一种。

17、优选地，所述催化剂的用量为所述长链有机酮质量的0.5~2%。

18、优选地，所述有机溶剂选自乙醇、甲醇、环己烷和异丙醇中的至少一种。

19、优选地，所述催化加氢反应的条件包括：反应气氛为1~3mpa的氢气气氛，温度为60~120℃，时间为2~6h。

20、优选地，所述方法还包括：在所述催化加氢反应结束后，固液分离回收所述催化剂并循环使用。

21、优选地，所述催化剂循环使用的次数≥10。

22、通过上述技术方案，本发明提供的长链有机酮的催化加氢催化剂具有催化活性高、稳定性好的优点，用于催化氧化长链有机酮的加氢反应中时，反应条件更为温和，产物收率高，易于实现工业化转化，普适性高，可适应不同碳链长度的长链有机酮底物，并且还可以循环再利用，催化加氢活性稳定，提供了一种高效、低成本、稳定且易于实现工业转化的长链有机酮的催化加氢技术。

1.一种长链有机酮的催化加氢催化剂，其特征在于，该催化剂包括复合载体和负载于所述复合载体上的钌，所述复合载体的成分包括二氧化铈和二氧化硅，所述钌的质量占所述复合载体质量的1~5%，所述钌的平均粒径为0.5~2nm。

2.根据权利要求1所述的长链有机酮的催化加氢催化剂，其特征在于，以所述复合载体的总重量为基准，所述二氧化铈与所述二氧化硅的含量分别为10~30%和70~90%。

3.根据权利要求1所述的长链有机酮的催化加氢催化剂，其特征在于，所述催化剂的比表面积为300~450m2/g，所述催化剂的平均孔径为2~5nm。

4.一种制备权利要求1-3中任意一项所述的长链有机酮的催化加氢催化剂的方法，其特征在于，该方法包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述铈前驱体选自硝酸铈六水合物、氯化铈、硫酸铈铵和硝酸铈铵中的至少一种；和/或，

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述煅烧的条件包括：升温速率为2~8℃/min，温度为400~600℃，时间为10~15h。

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述还原性气体为氢气和氮气的混合气，所述混合气中氢气的体积分数为5~15%；和/或，

8.一种长链有机酮催化加氢制备仲醇的方法，其特征在于，该方法包括：将长链有机酮、催化剂和有机溶剂混合进行催化加氢反应，其中，所述催化剂为权利要求1-3中任意一项所述的长链有机酮的催化加氢催化剂。

9.根据权利要求8所述的长链有机酮催化加氢制备仲醇的方法，其特征在于，所述长链有机酮选自c8~c20长链有机酮中的至少一种；和/或，

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述催化剂循环使用的次数≥10。