具有催化氧化作用的催化剂及其制备方法以及环己烷氧化方法技术

本发明专利技术公开了一种具有催化氧化作用的催化剂及其制备方法以及环己烷氧化方法，所述催化剂含有含杂原子纳米碳材料以及负载在含杂原子纳米碳材料上的Ⅷ族过渡金属活性组分，以催化剂的总量为基准，以元素计，所述Ⅷ族过渡金属元素的含量不高于15重量％，且所述含杂原子纳米碳材料表面的过氧基团的含量不低于0.8×10

Catalyst with catalytic oxidation, preparation method and cyclohexane oxidation method

The invention discloses a catalyst with catalytic oxidation function, a preparation method and a cyclohexane oxidation method. The catalyst comprises a heteroatom containing nano carbon material and a group \u2167 transition metal active component loaded on the heteroatom containing nano carbon material. Based on the total amount of the catalyst and the elements, the content of the group \u2167 transition metal element is not more than 15% by weight, And the content of peroxide group on the surface of the heteroatom containing nano carbon material is not less than 0.8 \u00d7 10

【技术实现步骤摘要】
具有催化氧化作用的催化剂及其制备方法以及环己烷氧化方法
本专利技术涉及一种催化剂及其制备方法和应用，更具体地，涉及一种具有催化氧化作用的催化剂及其制备方法以及应用该催化剂的环己烷氧化方法。
技术介绍
目前工业上环己烷氧化主要包括无催化氧化法和催化氧化法。无催化氧化法的特点主要是具有较高的醇酮选择性，产物易于分离提纯，但是环己烷的转化率较低，仅为4-6％，且反应温度高，能耗较大。而催化氧化法主要应用的催化剂为硼酸催化剂和钴盐催化剂。催化氧化法中硼酸催化法存在反应流程长，操作复杂，能耗高等劣势；而钴盐催化剂则存在易结焦堵塞管道阀门，选择性低等缺点。因此开发新的环己烷氧化工艺，提高转化率，降低经济成本具有十分重要的意义。近年来，开发高效的环己烷氧化工艺一直是一个难点及热点。例如，在CN105646153A中，公开了一种负载Au/C3N4@SBA-15纳米催化剂催化氧化环己烷的方法，环己烷的转化率为13％以上，产物环己醇和环己酮的选择性为90％以上。但是，该催化剂的目标产物是环己醇和环己酮，因此，己二酸的选择性仍然较低，且采用Au贵金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有催化氧化作用的催化剂，其特征在于，所述催化剂含有含杂原子纳米碳材料以及负载在含杂原子纳米碳材料上的Ⅷ族过渡金属活性组分，以催化剂的总量为基准，以元素计，所述Ⅷ族过渡金属元素的含量不高于15重量％，且所述含杂原子纳米碳材料表面的过氧基团的含量不低于0.8×10

【技术特征摘要】
20180528 CN 20181052268881.一种具有催化氧化作用的催化剂，其特征在于，所述催化剂含有含杂原子纳米碳材料以及负载在含杂原子纳米碳材料上的Ⅷ族过渡金属活性组分，以催化剂的总量为基准，以元素计，所述Ⅷ族过渡金属元素的含量不高于15重量％，且所述含杂原子纳米碳材料表面的过氧基团的含量不低于0.8×10-6mol/g。


2.根据权利要求1所述的催化剂，其中，以催化剂的总量为基准，以元素计，所述Ⅷ族过渡金属元素的含量为0.1-15重量％，优选为2-12重量％，更优选为4-8重量％；且所述含杂原子纳米碳材料表面的过氧基团的含量不低于1×10-6mol/g，优选不低于1.5×10-6mol/g。


3.根据权利要求1或2所述的催化剂，其中，所述含杂原子纳米碳材料含有氧元素、氮元素、氢元素、碳元素，以及Ⅷ族过渡金属活性组分的氧化物负载在含杂原子纳米碳材料上，以催化剂的总量为基准，以元素计，所述氧元素的含量为0.1-20重量％，所述氮元素的含量为0.1-10重量％，所述氢元素的含量为0.1-2重量％，所述碳元素的含量为55-99重量％，所述Ⅷ族过渡金属元素的含量为0.1-15重量％；
优选，以催化剂的总量为基准，以元素计，所述氧元素的含量为0.5-15重量％，所述氮元素的含量为0.1-5重量％，所述氢元素的含量为0.1-1重量％，所述碳元素的含量为70-97重量％，所述Ⅷ族过渡金属元素的含量为2-12重量％；
进一步优选，以催化剂的总量为基准，以元素计，所述氧元素的含量为1-12重量％，所述氮元素的含量为1-5重量％，所述氢元素的含量为0.1-1重量％，所述碳元素的含量为75-93重量％，所述Ⅷ族过渡金属元素的含量为4-8重量％。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的催化剂，其中，所述Ⅷ族过渡金属活性组分选自铁和/或钴。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化剂，其中，所述含杂原子纳米碳材料为含杂原子碳纳米管，优选为含杂原子多壁碳纳米管。


6.一种具有催化氧化作用的催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将含有Ⅷ族过渡金属中的至少一种金属的硝酸盐溶液与原料纳米碳材料接触、干燥，并在不低于800℃的温度下于非活性气氛中进行焙烧，将经焙烧所得的纳米碳材料于含氧气氛中放置，放置的持续时间至少为5h，其中，所述含有Ⅷ族过渡金属中的至少一种金属的硝酸盐溶液的用量使得以得到的催化剂的总量为基准，以元素计，Ⅷ族过渡金属元素的含量不高于15重量％。


7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述接触在温度为室温至90℃的温度下，优选为25-40℃的温度下进行；接触的持续时间为1-15h，优选为3-12h；干燥的温度为30-120℃，优选为50-100℃，干燥的时间为5-20h，优选为10-15h。


8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其中，所述Ⅷ族过渡金属选自铁和/或钴，所述含有Ⅷ族过渡金属中的至少一种金属的硝酸盐溶液的用量使得以得到的催化剂的总量为基准，以元素计，所述Ⅷ族过渡金属元素的含量为0.1-15重量％，优选为2-12重量％，更优选为4-8重量％；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泽华，荣峻峰，吴耿煌，林伟国，谢婧新，宗明生，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11