【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化合成领域，具体涉及一种催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、己二酸是脂肪族二元酸中最具有应用价值的二元酸之一。作为一种重要的有机化工原料，己二酸可以和多官能团的化合物发生缩合反应生成高分子聚合物，用于生产聚氨酯泡沫塑料、pa66、pbat可降解塑料、增塑剂、高级润滑油、食品添加剂、医药中间体、香料香精控制剂、新型单晶材料、塑料发泡剂、涂料、杀虫剂、粘合剂以及染料等，用途十分广泛。
2、现有工业化生产己二酸的方法包括环己烷法和环己烯法：
3、环己烷法制备己二酸的产量约占己二酸总产量的90％，该方法包括：纯苯全加氢制备环己烷；环己烷通过空气氧化制备环己醇和环己酮(ka油)；ka油在铜、钒催化剂的作用下被硝酸氧化生成己二酸。
4、环己烯法包括：苯在催化剂的作用下部分加氢生产环己烯，环己烯水合制备环己醇，环己醇被硝酸氧化成己二酸。
5、上述生产方法工艺成熟，制备的己二酸收率和纯度高，但均不可避免的使用硝酸做氧化剂，导致设备腐蚀严重，产生的氮氧化物严重污染环境，无法满足当前绿色化工要求。
6、为了解决上述问题，研究人员开发了己二酸的绿色催化氧化制备工艺，使用过氧化氢作为氧化剂一步催化氧化环己烯制备己二酸，过氧化氢属于清洁氧化剂，其反应产物为水，可从根本上避免氧化过程产生的污染。如sato等人(science,1998,281:1646-1648.)开发了一种以钨酸钠为催化剂，[ch3(n-c8h17)3n]hso4为相转移剂，30％过氧化氢为氧化剂直接氧化环
7、专利cn102766037b报道了以钛硅分子筛和多金属含氧酸或多金属含氧酸的盐为催化剂，将环己烯与过氧化氢氧化剂接触，实现环己烯氧化制备己二酸，反应中己二酸的选择性好，催化剂的活性稳定性高，设备腐蚀小且环境友好。专利cn102850205b公开了一种锌改性的钛硅分子筛用于环己烯氧化生产1,2-环己二醇和己二酸，通过简单地焙烧锌化合物和杂原子分子筛制备催化剂，以过氧化氢为氧化剂在温和的条件下获得己二酸。但上述两种方法均用到甲醇、丙酮、乙腈等有机溶剂对环境有一定污染，而且得到环己烯的转化率或者己二酸的选择性较低，导致己二酸的收率较低。
8、因此，如何实现环己烯的绿色转化，并且提高己二酸的收率是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种催化剂，该催化剂能够以绿色环保的方式将环己烯转化为己二酸，并且环己烯的转化率和己二酸的选择性较高。
2、本专利技术还提供一种催化剂的制备方法，该方法制备得到的催化剂能够避免使用毒性物质，有效的将环己烯转化为己二酸。
3、本专利技术进一步提供一种环己烯氧化制备己二酸的方法，该方法较为环保，得到的己二酸选择性高达65％，环己烯的转化率高达80％。
4、本专利技术提供一种催化剂，包括载体和负载在所述载体上的铜和/或钴；所述载体包括碳本体和负载于所述碳本体上的第一载体化合物和第二载体化合物；
5、其中，所述第一载体化合物包括nio、zno、fe2o3的至少一种；所述第二载体化合物包括znx，nix、fex2的至少一种，x选自s、se、te的至少一种。
6、根据本专利技术的一实施方式，所述催化剂中还包括氮元素。
7、本专利技术还提供一种催化剂的制备方法，包括如下步骤：使包括铜盐和/或钴盐、载体和还原剂的反应体系发生还原反应，得到所述催化剂。
8、根据本专利技术的一实施方式，所述铜盐和/或钴盐与所述载体的质量比为1:(10～100)。
9、根据本专利技术的一实施方式，所述载体通过包括以下过程的方法制备得到：
10、1)对包括第一金属源、有机碳源、氮源的混合物进行焙烧处理，所述氮源将所述有机碳源还原为碳本体，所述第一金属源被氧化成为第一载体化合物，得到负载第一载体化合物的氮掺杂碳本体；
11、2)将氧族单质与负载第一载体化合物的氮掺杂碳本体共同焙烧，得到所述载体。
12、根据本专利技术的一实施方式，所述第一金属源中金属元素与所述有机碳源中碳元素、所述氮源中氮元素的摩尔比为1:(4～50):(0.5～4)。
13、根据本专利技术的一实施方式，所述氧族单质与所述负载第一载体化合物的碳的质量比为1：(5～20)。
14、根据本专利技术的一实施方式，步骤2)中的共同焙烧在惰性气体氛围下进行，惰性气体自上游流向下游，所述氧族单质放置于负载第一载体化合物的碳本体的上游，所述惰性气体的流速为20～50ml/min，焙烧处理的温度为300～500℃，时间为0.5～2h。
15、本专利技术进一步提供一种环己烯氧化制备己二酸的方法，包括如下步骤：利用上述的催化剂，或者上述的制备方法制得的催化剂，使包括将环己烯与氧化剂的体系发生氧化反应，得到己二酸。
16、根据本专利技术的一实施方式，所述氧化剂为过氧化氢的水溶液，所述氧化反应的温度为60～120℃；所述环己烯与过氧化氢摩尔比为1:(2～15)；所述催化剂与环己烯质量比为1:(5～200)。
17、本专利技术通过选择负载有铜和/或钴的载体作为催化剂，载体包括碳本体和负载于所述碳本体上的第一载体化合物和第二载体化合物，能够将环己烯转化为己二酸，并且转化过程安全环保，环己烯的转化率可以高达65％，己二酸的选择性可以高达80％。
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1.一种催化剂，其特征在于，包括载体和负载在所述载体上的铜和/或钴；所述载体包括碳本体和负载于所述碳本体上的第一载体化合物和第二载体化合物；
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂中还包括氮元素。
3.一种权利要求1或2所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：使包括铜盐和/或钴盐、载体和还原剂的反应体系发生还原反应，得到所述催化剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述铜盐和/或钴盐与所述载体的质量比为1:(10～100)。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述载体通过包括以下过程的方法制备得到：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一金属源中金属元素与所述有机碳源中碳元素、所述氮源中氮元素的摩尔比为1:(4～50):(0.5～4)。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述氧族单质与所述负载第一载体化合物的碳的质量比为1：(5～20)。
8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中的共同
9.一种环己烯氧化制备己二酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：利用权利要求1或2所述的催化剂，或者权利要求3-8任一项所述的制备方法制得的催化剂，使包括将环己烯与氧化剂的体系发生氧化反应，得到己二酸。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述氧化剂为过氧化氢的水溶液，所述氧化反应的温度为60～120℃；所述环己烯与过氧化氢摩尔比为1:(2～15)；所述催化剂与环己烯质量比为1:(5～200)。
...【技术特征摘要】
1.一种催化剂，其特征在于，包括载体和负载在所述载体上的铜和/或钴；所述载体包括碳本体和负载于所述碳本体上的第一载体化合物和第二载体化合物；
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂中还包括氮元素。
3.一种权利要求1或2所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：使包括铜盐和/或钴盐、载体和还原剂的反应体系发生还原反应，得到所述催化剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述铜盐和/或钴盐与所述载体的质量比为1:(10～100)。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述载体通过包括以下过程的方法制备得到：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一金属源中金属元素与所述有机碳源中碳元素、所述氮源中氮元素的摩尔比为1:(4～50):(0.5～4)。
7.根据权利要求5或6...
【专利技术属性】
技术研发人员：南洋，杨志国，骆彩萍，陈维平，赵爽潮，佘豪豪，郭亚杰，贺鑫平，熊超，
申请(专利权)人：华陆工程科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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