[發明專利]環烴的催化氧化方法

有效

• 申請號: 201811269829.6
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN111097405B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 史春風;康振輝;劉陽;黃慧;藺曉玲;趙娟;王肖
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: B01J23/22
• 分類號: B01J23/22;B82Y30/00;B82Y40/00;C07D301/12;C07D303/04;C07C29/48;C07C35/08
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 周建秋;蘇瑞

本公開涉及一種環烴的催化氧化方法，該方法包括：使環烴和氧化劑在催化劑的存在下接觸進行氧化反應，其中，所述催化劑為含有BiVO₄量子點和碳點的復合材料。本公開采用含有BiVO₄量子點和碳點的復合材料作為催化劑催化環烴的氧化反應，能夠在溫和的條件下實現對環烴的選擇性氧化，且原料轉化率高，目標產物選擇性也得到優化。

技術領域

本公開涉及一種環烴的催化氧化方法。

背景技術

碳基材料包括碳納米管、活性炭、石墨、石墨烯、富勒烯、碳納米纖維、納米金剛石等等。納米碳催化的科學研究始于上世紀90年代。研究表明，納米碳材料(納米碳管和石墨稀為主)的表面化學性質可以進行靈活調控，可在其表面上修飾含氧、氮等雜原子的飽和及非飽和官能團，使之具備一定的酸堿性質和氧化還原能力，從而直接作為催化劑材料使用。研究和開發與富勒烯(碳納米管)有關的催化新材料，拓寬其在石油化工、精細化工等領域的應用具有深遠的理論意義和巨大的潛在應用前景。

金屬有機框架化合物作為一種新型的多孔晶態材料，由于其高的比表面積、可調的孔隙結構和可控的結構，在過去的二十年間引起了極大的關注。通過調控金屬離子或團簇與有機配體，不同功能化金屬有機框架化合物能以強的化學鍵形成。最近，金屬有機框架化合物已經稱為一種非常有潛力的候選者來合成碳基材料。但是，金屬有機框架化合物的缺點是熱穩定性和化學穩定性相對較低，因此，如何能夠將金屬有機框架化合物轉化成具有良好催化活性的碳基材料依然面臨巨大挑戰。

目前，烯烴的環氧化是眾多化學品生產和工業應用的重要途徑。例如，用于合成藥物、殺蟲劑和聚酯的順式環辛烯的選擇性氧化。順式環辛烯的選擇性氧化通常比較困難，特別是在催化條件下，這是因為順式環辛烯的氧化產物不是單一產物，可能的產物包括環氧環辛烷、2-環辛烯酮和1,2-環辛二醇。為了開發催化體系，已經報道了多種用于順式環辛烯的選擇性環氧化的方法。然而，在順式環辛烯催化氧化反應過程中設計高選擇性、高收率的催化劑仍然是一個很大的挑戰。除了環烯烴的環氧化之外，由環烷烴催化氧化制備得到的環酮和環醇類物質也是重要的化工原料，例如，環己酮和環己醇用于制備己二酸、己內酰胺、增塑劑和洗滌劑等，也用于溶劑和乳化劑的制備。因此，研究出一種環烷烴(特別是環己烷)轉化率高，環烷基過氧化氫選擇性好(進而分解為環酮和環醇)，且環境友好、簡單的工藝具有十分重要的現實意義。

發明內容

本公開的目的是提供一種環烴的催化氧化方法，該方法所采用的催化劑在較溫和的條件下對環烴的選擇性氧化具有優異的催化性能。

為了實現上述目的，本公開提供一種環烴的催化氧化方法，該方法包括：使環烴和氧化劑在催化劑的存在下接觸進行氧化反應，其中，所述催化劑為含有BiVO₄量子點和碳點的復合材料。

可選地，以所述復合材料的總重量為基準，所述BiVO₄量子點的含量為20～75重量％，優選為30～70重量％；所述碳點的含量為25～80重量％，優選為30～70重量％。

可選地，所述碳點為石墨烯量子點、碳納米點或聚合物點。

可選地，所述復合材料的顆粒尺寸為2～15nm，優選為3～12nm，進一步優選為5～10nm。

可選地，所述復合材料的制備步驟包括：

(1)分別提供溶液A和溶液B，所述溶液A為含有可溶性陰離子型表面活性劑和金屬Bi的可溶性鹽的溶液，所述溶液B為含有金屬V的化合物的溶液；

(2)在攪拌條件下，將步驟(1)得到的所述溶液A和溶液B混合，得到混合物；

(3)將步驟(2)得到的所述混合物進行水熱反應，得到水熱反應產物；

(4)將步驟(3)得到的所述水熱反應產物和所述碳點混合均勻后，收集固體產物并進行洗滌和干燥。