一种固相催化氧化多环芳烃的方法技术

本发明专利技术公开了一种固相催化氧化多环芳烃的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1、将多环芳烃与催化剂进行混合，得到固相混合物，步骤2、将多环芳烃与催化剂的固相混合物在微波作用下进行反应；其中，在步骤1中：多环芳烃与催化剂的重量比为1：(30～70)，优选为1：(40～60)，更优选为1:50；所述催化剂为铋酸钠；在步骤2中：于功率为650～750W的微波作用下进行反应，优选地，于功率为680～720W的微波作用下进行反应，更优选地，于功率为700W的微波作用下进行反应；于微波作用下反应8～12分钟，优选反应9～11分钟，更优选反应10分钟。本发明专利技术所述方法属于固相反应、没有流体参与，步骤简单、节约能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种固相催化氧化多环芳烃的方法
本专利技术涉及催化氧化领域，尤其涉及多环芳烃的催化氧化，具体地，涉及一种固相催化氧化多环芳烃的方法。
技术介绍
我国原油含多环芳烃较多，需要经过裂解，才能变成汽油、柴油和精细化学品，该过程需要很高的温度，能耗大，而且多环芳烃在裂解时容易碳化，堵塞反应器、换热器和管道，这样，就会导致整个反应被停止，并且清除碳化物很难，严重时反应器会报废，因此，导致不能长周期、高效率、满负荷的运作，造成重大的经济损失。国内对多环芳烃的微波处理为液相反应，而且是将多环芳烃降解为二氧化碳，这样，必然会造成能源的浪费。如果能活化多环芳烃，在多环芳烃表面引入官能团，得到新的物质，不仅能显著降低碳化现象，甚至避免碳化现象，而且还能对生成的新物质进行利用。例如，蒽在高温下会发生碳化，但是对其进行氧化，得到的蒽醌则不会发生碳化，因此，若蒽能转化为蒽醌，即使是部分转化，也能有效降低其碳化程度，并且，蒽醌有以下用途：(1)有机合成中高级染中间体，如阴丹士林类还原染料、酸性染料、部份活性染料重要原料；(2)用作造纸蒸煮剂及双氧水原料等，可降低用碱量，缩短蒸煮时间；(3)用作造纸制浆蒸煮剂，在碱法蒸煮液中只需加入少量蒽醌，即可加快脱木素的速度，缩短蒸煮时间，提高纸浆得率，减少废液负荷。目前使用蒽醌添加剂的造纸厂越来越多。因此，我们需要对多环芳烃进行活化，降低其碳化程度，并提高其在其他方面的的利用率，同时降低多环芳烃致癌的危险。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，在微波作用下，使多环芳烃与催化剂进行固相催化氧化反应，使多环芳烃得到活化，从而完成本专利技术。本专利技术一方面提供了一种固相催化氧化多环芳烃的方法，具体体现在以下方面：(1)一种固相催化氧化多环芳烃的方法，其中，所述方法包括以下步骤：步骤1、将多环芳烃与催化剂进行混合，得到固相混合物；步骤2、将多环芳烃与催化剂的固相混合物在微波作用下进行反应。(2)根据上述(1)所述的方法，其中，在步骤1中，多环芳烃与催化剂的重量比为1：(30～70)，优选为1：(40～60)，更优选为1:50。(3)根据上述(1)或(2)所述的方法，其中，在步骤1中，所述多环芳烃包括萘、蒽、菲、芘、苊烯、芴、荧蒽、苯并蒽、苯并荧蒽和苯并芘，优选包括萘、蒽、菲，更优选为蒽。(4)根据上述(1)至(3)之一所述的方法，其中，在步骤1中，所述催化剂为铋酸钠。(5)根据上述(1)至(4)之一所述的方法，其中，在步骤1中，所述混合在搅拌下进行；或在步骤1中，所述混合如下进行：步骤1-1、将多环芳烃与催化剂分散于溶剂中，搅拌进行混合；步骤1-2、混合后，去除溶剂，得到多环芳烃与催化剂的固相混合物。(6)根据上述(1)至(5)之一所述的方法，其中，在步骤1-1中，所述溶剂包括二氯甲烷、乙醇、乙醚、正己烷、环己烷和石油醚，优选包括二氯甲烷、乙醇和乙醚，更优选为二氯甲烷。(7)根据上述(1)至(6)之一所述的方法，其中，在步骤1-1中，催化剂与溶剂的重量比为1：(15～35)，优选为1：(20～30)，更优选为1:25。(8)根据上述(1)至(7)之一所述的方法，其中，在步骤1-2中，所述去除溶剂采用自然挥发、加热烘干、真空干燥或减压蒸馏，优选采用自然挥发。(9)根据上述(1)至(8)之一所述的方法，其中，在步骤2中，于功率为650～750W的微波作用下进行反应，优选地，于功率为680～720W的微波作用下进行反应，更优选地，于功率为700W的微波作用下进行反应。(10)根据上述(1)至(9)之一所述的方法，其中，于微波作用下反应8～12分钟，优选反应9～11分钟，更优选反应10分钟。附图说明图1示出蒽在359nm波长处的浓度与紫外吸光度的关系曲线；图2示出实施例4和对比例1～2所得产物的紫外吸收光谱；图3示出对比例3～4所得产物的紫外吸收光谱；图4示出对比例5所得产物的紫外吸收光谱；图5示出对比例1的产物通过GC-MS得到的气相色谱图；图6示出图5中峰a处的质谱图；图7示出图5中峰b处的质谱图；图8示出实施例4的产物通过GC-MS得到的气相色谱图；图9示出图8中峰c处的质谱图；图10示出图8中峰d处的质谱图；图11示出对比例2的产物通过GC-MS得到的气相色谱图；图12示出图11峰e处的质谱图；图13示出图11峰f处的质谱图；图14示出对比例5的产物通过GC-MS得到的气相色谱图；图15示出图14峰g处的质谱图。具体实施方式下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。本专利技术提供了一种固相催化氧化多环芳烃的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1、将多环芳烃与催化剂进行混合，得到固相混合物。其中，在步骤1中，为了保证催化程度，多环芳烃与催化剂需要混合均匀。根据本专利技术一种优选的实施方式中，在步骤1中，多环芳烃与催化剂的重量比为1：(30～70)。在进一步优选的实施方式中，在步骤1中，多环芳烃与催化剂的重量比为1：(40～60)。在更进一步优选的实施方式中，在步骤1中，多环芳烃与催化剂的重量比为1:50。其中，催化剂的用量偏多是为了提高催化效率。根据本专利技术一种优选的实施方式，在步骤1中，所述多环芳烃包括萘、蒽、菲、芘、苊烯、芴、荧蒽、苯并蒽、苯并荧蒽和苯并芘。在进一步优选的实施方式中，在步骤1中，所述多环芳烃包括萘、蒽、菲。在更进一步优选的实施方式中，在步骤1中，所述多环芳烃为蒽。根据本专利技术一种优选的实施方式，在步骤1中，所述催化剂为铋酸钠。其中，在步骤1中，为了保证催化程度，多环芳烃与催化剂需要混合均匀。根据本专利技术一种优选的实施方式，在步骤1中，所述混合在搅拌下进行。其中，将多环芳烃与铋酸钠搅拌均匀，以提高其催化效率。根据本专利技术另一种优选的实施方式，在步骤1中，所述混合如下进行：步骤1-1、将多环芳烃与催化剂分散于溶剂中，搅拌进行混合；步骤1-2、混合后，去除溶剂，得到多环芳烃与催化剂的固相混合物。根据本专利技术一种优选的实施方式中，在步骤1-1中，所述溶剂包括二氯甲烷、乙醇、乙醚、正己烷、环己烷和石油醚。在进一步优选的实施方式中，在步骤1-1中，所述溶剂包括二氯甲烷、乙醇和乙醚。在更进一步优选的实施方式中，在步骤1-1中，所述溶剂为二氯甲烷。其中，为了后期溶剂的去除，在步骤1-1中，选择低沸点溶剂。根据本专利技术一种优选的实施方式，在步骤1-1中，催化剂与溶剂的重量比为1：(15～35)。在进一步优选的实施方式中，在步骤1-1中，催化剂与溶剂的重量比为1：(20～30)。在更进一步优选的实施方式中，在步骤1-1中，催化剂与溶剂的重量比为1:25。其中，在多环芳烃与催化剂进行混合的过程中加入溶剂的目的是为了促进多环芳烃与催化剂更好的混合，因此，溶剂的加入量不能太少，太少的话混合不好，也不宜太多，太多不仅会造成溶剂浪费，而且在后期溶剂的去除中也会相对麻烦，因此，溶剂的加入量只要能使多环芳烃与催化剂良好混合即可。根据本专利技术一种优选的实施方式，在步骤1-2中，所述去除溶剂采用自然挥发、加热烘干、真空干燥或减压蒸馏。在进一步优选的实施方式中，在步骤1-2中，所述去除溶剂采用自然挥发。其中，溶剂的去除方式不受限制，只要能将溶剂去除即可，但是，在加热烘干、真空干燥或减压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固相催化氧化多环芳烃的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、将多环芳烃与催化剂进行混合，得到固相混合物；步骤2、将得到的固相混合物在微波作用下进行反应。

【技术特征摘要】
1.一种固相催化氧化多环芳烃的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、将多环芳烃与催化剂进行混合，得到固相混合物；步骤2、将得到的固相混合物在微波作用下进行反应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤1中，多环芳烃与催化剂的重量比为1：(30～70)，优选为1：(40～60)，更优选为1:50。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤1中，所述多环芳烃包括萘、蒽、菲、芘、苊烯、芴、荧蒽、苯并蒽、苯并荧蒽和苯并芘，优选包括萘、蒽和菲，更优选为蒽。4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在步骤1中，所述催化剂为铋酸钠。5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，在步骤1中，所述混合在搅拌下进行；或在步骤1中，所述混合如下进行：步骤1-1、将多环芳烃与催化剂分散于溶剂中，搅拌进行混合；步骤1-2、混合后，去除溶剂，得到多环芳烃与催化剂的固相混合物。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝向阳，张天，王程，张翠鹏，吕潇，石瑶，牛秀秀，郝思濛，刘童谣，尹康，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11