[發明專利]一種用于苯直接氧化制備苯酚的非金屬催化劑、制備方法及應用

有效

• 申請號: 201910462783.8
• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN110183308B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 王偉濤;魏遙遙;唐皓;姜旭祿;馬養民;楊秀芳
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C07C37/58
• 分類號: C07C37/58;C07C39/04;B01J31/06;C08G73/02
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 劉華

一種用于苯直接氧化制備苯酚的非金屬催化劑制備其應用方法，該方法將對苯醌和二胺分別溶于甲醇中；接著將二者溶液混合均勻后，向所述混合溶液中滴加雙氧水；并將其轉移至高壓反應釜中，在120℃～160℃下反應4～12h，過濾后得到的非金屬催化劑；該非金屬催化劑在乙酸水溶液為溶劑、醋酸鹽為添加劑的條件下，在120℃～150℃，可以催化氧氣氧化苯制備苯酚，獲得較好的苯酚產率。本方法制備的非金屬催化可以催化氧氣氧化苯制備苯酚，從而避免了含有重金屬催化劑的使用。

技術領域

本發明屬于新型催化劑制備以及能源化工技術領域，具體涉及一種用于苯直接氧化制備苯酚的非金屬催化劑制備其應用。

背景技術

苯酚是一類重要的化工中間體和石油化工大宗基礎原料。目前，苯酚的工業生產方法主要是異丙苯法，其存在反應流程長、原子利用率不高、總產率較低(5%）的缺點。因此，近年來，世界各國致力于研究一種苯酚的綠色制備方法，其中苯直接氧化制備苯酚作為一種經濟綠色的苯酚制備新方法受到人們的廣泛關注。氧氣作為一種綠色的氧化劑，具有來源廣泛、價格低廉等優點，且其氧化產物為水，不會產生對環境污染的副產物。因此，以氧氣為氧化劑，直接氧化苯制備苯酚具有重要的理論和實際應用意義。

苯氧化制備苯酚的反應中一般使用的催化劑都是含有過渡金屬的催化劑。專利CN102921419A中，以含銅的負載型催化劑催化苯氧化制備苯酚；專利CN102228833A中，以含有鈷的多孔材料作為催化劑催化苯氧化制備苯酚；專利CN104926614A中，以含有銅的金屬有機框架化合物HKUST-1為催化劑催化苯氧化制備苯酚；文獻報道含釩、鐵、鈀等過渡金屬的催化劑催化氧氣氧化苯制備苯酚[(a) Wang WT, Li N, Tang H, et al. Molecularcatalysis, 2018,453,113-120; (b) Qin Q, Liu YQ, Shan WJ, et al. Industrial Engineering Chemistry Research, 2017, 56 (43), 12289-12296; Shang SS, Yang H,Li J, et al. Chempluschem 2014, 79 (5), 680-683.]。氧氣氧化苯制備苯酚的反應一般在酸性的反應溶劑中進行。在酸性溶劑中金屬催化劑容易出現活性中心流失，導致催化活性降低、產生重金屬離子的污染等問題，催化劑穩定性難以得到保證，增加了苯酚的生產成本，在經濟和環保方面引起了人們的關注。這就促使我們去開發出一種非金屬催化劑，應用于綠色制苯酚的研究中。到目前為止，以對苯醌和二胺制備非金屬催化劑，并以其為催化劑催化氧氣氧化苯制備苯酚的文獻未有報道。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種用于苯直接氧化制備苯酚的非金屬催化劑制備其應用方法，避免了苯直接氧化制苯酚反應中的含金屬催化劑的使用，避免了金屬流失的問題，提高了催化劑的穩定性，且所制備的催化劑在催化氧氣氧化苯制備苯酚的反應中表現出較好苯酚產率。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種用于苯直接氧化制備苯酚的非金屬催化劑制備其應用方法，所述的催化劑是對苯醌和二胺作為原料制備的非金屬催化劑，其活性中心是苯醌和氫醌，實現了氧氣直接氧化苯制備苯酚的非金屬催化。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于苯直接氧化制備苯酚的非金屬催化劑制備方法，包括以下步驟：

步驟一：將對苯醌與二胺按照6:1～1.5:1的摩爾比，分別溶于甲醇溶液中，得到對苯醌的甲醇溶液A和二胺的甲醇溶液B；

步驟二：將步驟一得到的溶液A加入到溶液B中，并攪拌均勻，得到溶液C；

步驟三：向步驟二得到的溶液C中，滴加雙氧水1～3mL，攪拌均勻后，將溶液轉移到高壓反應釜中；