一种纳米氧化锌固载金属卟啉催化剂的制备方法，是将固载金属卟啉的载体Ｚｎ（ＯＨ）２经搅拌分散于有机溶剂中，再加入这些有机溶剂溶解的金属卟啉，保持６０至７０℃并搅拌５～６ｈ，减压蒸馏除去这些有机溶剂，经抽滤、洗涤、滤饼在１００～１７０℃真空烘干５～８ｈ即得纳米氧化锌固载金属卟啉催化剂。采用本发明专利技术所述纳米氧化锌固载金属卟啉催化剂，是在空气压力为０．４～１．０ＭＰａ、反应温度１５０～１９０℃、时间２．０～４．５ｈ反应条件下，催化空气氧化甲苯，甲苯的转化率在７．５％以上，醛醇选择性在７８％以上及固载催化剂的转化数达到８．８×１０４，并且固载的每２．０ｍｇ金属卟啉可重复使用１５次以上，其催化效能基本保持不变。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纳米氧化锌固载金属卟啉催化剂的制备方法及其在催化氧化甲 苯中的应用。
技术介绍
苯甲醇和苯甲醛是重要的精细化工产品，研究催化空气氧化甲苯环保生产苯甲醇 和苯甲醛，具有重要的现实意义。近十几年来，国内外学者研究专利技术了许多的甲苯氧化工 艺，包括①.氯化水解法先在甲苯侧链氯代获得二氯代甲苯，并用约为1/2000的亚苄基 二氯/锌盐为催化剂，在70 80°C用碳酸钠碱性水解5 6h，可得收率为96 97%的苯 甲醛。但此方法反应过程长而复杂、反应难控制，产品含氯且排放出有腐蚀性气体和有机 废物，污染性大。此外，这种生产路线的效能也不高。因此国外现已很少使用。②.甲苯 气相氧化法反应采用固定床或流化床反应器，用空气、O2、或O3作氧化剂，采用的是钒，钼， 铈或锑，其氧化物和盐，乃至它们的固载物作为催化剂，反应控制在350 550°C和0. 5 2.5MPa条件下进行。主要产物有苯甲醛、苯甲酸、苯甲醇、碳氢化合物等。反应条件比较苛 亥IJ，也比较难以改善苯甲醛的选择性。一般可以控制甲苯的转化率小于4%以获得70%的 苯甲醛选择性，从而避免苯甲酸、苯酚、二氧化碳、一氧化碳和焦油的生成。高活性和高选择 性的催化剂开发还有待于研究。③.甲苯液相氧化法制苯甲醛的催化剂可以是可溶性的 金属盐类，大多数是钴或锰的卤化物或有机酸盐，以空气为氧化剂，添加溴做助催化剂。可 以Rhodia，Dow和Snia-Viscosa催化过程作为代表其操作体系是以在含有醋酸的均相钴 盐为催化剂，在165°C和l.OMPa下进行，最佳反应条件下，主产物苯甲酸的选择性为90%， 而作为副产物的苯甲醛只有3%选择性，甲苯转化率为15%。而且醋酸溶剂和卤离子是必 不可少的。这会造成设备的严重腐蚀。在仿生催化空气氧化烷烃和烯烃的研究上，金属卟啉具有重要的意义，这类催化 剂作用条件温和，其高效性及环保性已备受国内外学者的关注。在8个大气压力和160°C 下，仅用浓度为3. 2X ICT5M的四苯基钴卟啉催化氧化甲苯可以获得8. 9%的甲苯转化率和 60%的苯甲醛和苯甲醇选择性。此类均相催化体系不用任何溶剂和添加剂，对设备没有任 何腐蚀作用，很少给环境带来污染。比较遗憾的是金属卟啉催化剂，由于其自由碱的合成 收率比较低，价格比较昂贵。因此，均相催化体系会使金属卟啉回收和重复利用困难。目前，固载金属卟啉是一种克服其均相体系所存在不足的方法。为了解决这些问 题，提高金属卟啉的稳定性，改善其催化性能，国内外学者在合成和保护金属卟啉这一领域 也做了许多有意义的工作，希望通过合成稳定性更高，催化性能更好的新型金属卟啉，同时 也希望找到一些不但能有效固载金属卟啉而且能改良其催化性能的优秀载体，制备出能适 合更宽反应环境的固载金属卟啉催化剂，以满足工业催化发展的需要。近十几年来固载金 属卟啉也有长足的发展。总的来说，还是没有找到一种合适载体，使固载的金属卟啉能持续 高效重复催化，并使用于实际工业过程。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种纳米氧化锌固载金属卟啉催化剂的制备方法及其在催化 氧化甲苯中的应用。该催化剂能够高效重复使用，选择性催化氧化甲苯生产苯甲醛和苯甲 醇。克服目前甲苯氧化工艺中存在的单程转化率低、选择性不高、污染大、单位质量金属卟 啉重复使用率低的不足。本专利技术通过以下技术方案实现上述目的—种纳米氧化锌固载金属卟啉催化剂的制备方法，将固载金属卟啉的载体 Zn(OH)2经机械搅拌分散于有机溶剂中，再加入有机溶剂溶解的金属卟啉，保持60至70°C 并搅拌5 6h，利用减压蒸馏除去有机溶剂，经抽滤、洗涤、滤饼在100 170°C真空烘干 5 8h即得纳米氧化锌固载金属卟啉催化剂。所述的有机溶剂主要为低沸点的醇类和酮类，例如乙醇和丙酮等等有机溶剂。所用金属卟啉结构通式为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
一种纳米氧化锌固载金属卟啉催化剂的制备方法，其特征在于将固载金属卟啉的载体Zn(OH)2经机械搅拌分散于有机溶剂中，再加入有机溶剂溶解的金属卟啉，保持60至70℃并搅拌5～6h，利用减压蒸馏除去这些有机溶剂，经抽滤、洗涤、滤饼在100～170℃真空烘干5～8h即得纳米氧化锌固载金属卟啉催化剂，所述有机溶剂为乙醇或丙酮。2.权利要求1所述的纳米氧化锌固载金属卟啉催...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄冠，向锋，李天明，郭勇安，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：45
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。