[發明專利]一種二苯醚催化加氫制環己醇和環己烷的方法

有效

• 申請號: 202010954026.5
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112028728B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 劉昭鐵;王森望;何珍紅;陳建剛;王寬;王忠宇;郭攀攀;王偉濤;楊陽
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學;陜西師范大學
• 主分類號: C07C1/20
• 分類號: C07C1/20;C07C13/18;C07C29/20;C07C35/08;B01J27/22;B01J23/755
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

本發明公開了一種二苯醚催化加氫制環己醇和環己烷的方法，該方法是以鈷鎳雙金屬納米催化劑和Nb₂C MXene為催化體系，其中Nb₂C MXene提供路易斯酸位活化C_aryl—O鍵，鈷鎳雙金屬納米催化劑活化H₂協同催化。本發明所用催化體系具有較高的催化活性和氫解性能，且鈷鎳雙金屬納米催化劑的制備方法操作步驟簡便、安全，成本低廉，制備周期短，該催化體系用于二苯醚加氫制環己醇和環己烷的反應中，實現了二苯醚的高效催化轉化，且催化劑的使用量少，易于分離，經過多次循環利用而不失活，適合于規模化生產。

技術領域

本發明屬于生物質木質素轉化再利用技術領域，具體涉及一種二苯醚催化加氫制環己醇和環己烷的方法。

背景技術

生物質木質素轉化為具有附加值的化學物質，特別是在液體運輸燃料的有效轉化方面引起了人們的廣泛關注。目前已經開發了多種反應體系用于木質素轉化，其中，包括氫解、氧化、熱解、胺化等反應。在這些反應體系中，氫解反應在提供重要的化學品、燃料和燃料添加劑等方面非常受歡迎。但是木質素結構復雜且穩定，如何高效地裂解木質素結構中的醚鍵是生物質木質素資源利用的主要問題之一。在這些醚鍵中，以二苯醚(DPE)中所含的4–O–5型為最強的鍵，其裂解性較高。為實現4–O–5型木質素的高效利用，對其氫解反應進行了大量的研究，并取得了顯著的進展。目前，DPE加氫催化劑主要分為貴金屬和非貴金屬兩大類。例如，釕[S.Yang,X.Lu,H.Yao,J.Xin,J.Xu,Y.Kang,S.Zhang.Green Chem.,2019,21,597-605.]、銠[S.Bulut,S.Siankevich,A.P.Muyden,D.T.Alexander,G.Savoglidis,J.Zhang,P.J.Dyson.Chem.Sci.,2018,9,5530-5535.]、鈀[C.A.Scaldaferri,P.Warakunwit,V.M.Pasa,D.E.Resasco.Appl.Catal.B-Environ.,2019,259,118081.]、鉑[L.Chen,J.Xin,L.Ni,H.Dong,D.Yan,X.Lu,S.Green Chem.,2016,18,2341-2352.]和其他雙貴金屬[M.Guo,J.Peng,Q.Yang,C.Li.ACS Catal.,2018,8,11174-11183.]。這些方法雖然能夠催化DPE氫解，但催化劑原材料稀少且價格昂貴導致工業化前景不足。因此，同樣開發了非貴金屬鎳[F.Gao,J.D.Webb,J.F.Hartwig.Angew.Chem.Int.Ed.,2016,55,1474-1478.]、鐵[D.J.Rensel,S.Rouvimov,M.E.Gin,J.C.Hicks.J.Catal.,2013,305,256-263.]、鈷[Q.Song,Y.Zhao,F.Wu,G.Li,X.Fan,R.Wang,J.Cao,X.Wei.Renew.Energ.,2020,148,729-738.]等催化劑催化DPE氫解。雖然這些單一非貴金屬在DPE的轉化方面替換了貴金屬，但由于其加氫性能較差，需要更加苛刻的條件來催化DPE氫解，所以不能進行工業化生產。因此，開發新型催化劑既能很好的替換貴金屬，還能解決單一非貴金屬的加氫性能差的問題，是當前基礎研究領域和工業應用領域所急需的。

發明內容

本發明的目的是提供一種Nb₂C MXene和鈷鎳雙金屬納米催化劑協同催化DPE加氫制環己醇和環己烷的方法。

針對上述目的，本發明采用的技術方案由下述步驟組成：

1、按照Co_aNi_bO_x的化學計量比，其中a/b＝1/5～5/1，將鈷鹽與鎳鹽充分溶解于水中，所得溶液在室溫及攪拌條件下緩慢滴入堿液中，并保持攪拌2～6h，離心、洗滌，80～120℃干燥后，以2～10℃/min升溫速率升溫至300～500℃，恒溫焙燒1～5h，在管式爐中H₂氛圍下以2～10℃/min升溫速率升溫至300～400℃，還原1～5h，得到鈷鎳雙金屬納米催化劑。