[发明专利]一种选择性氧化4‑甲基愈创木酚生成香兰素的层状催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种多相层状催化剂，其特征在于，多相层状催化剂为层状水滑石结构，以钴元素为多相催化剂的主活性组分，添加镁、锌、铜、铝、铁、镍、钐、锰、钛、钙、铈、镓、铬、铟、锡等元素中的一种或者多种元素为助活性组分元素改变主催化活性中心的电子结构；层间含有不同亲疏水性能力的催化剂阴离子。

2.按照权利要求1的一种多相层状催化剂，特征在于：类型为[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂][A^n-_y·mH₂O]，其中M²⁺表示的是二价金属阳离子，必须包括Co²⁺，或还包括选自Mg²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Ca²⁺、Fe²⁺和Mn²⁺中的一种或者是几种元素；M³⁺表示的是三价金属阳离子，选自Al³⁺、Fe³⁺、Cr³⁺、Ga³⁺和In³⁺中的一种或者是几种元素，或者四价金属阳离子可以取代部分的三价金属阳离子进入到层版中，四价的金属阳离子选自Sn⁴⁺、Ce⁴⁺、Ti⁴⁺和Sm⁴⁺中的一种或者是几种；A^n-表示的是插层到层状多相催化剂层间的阴离子，选自碳酸根、硝酸根、氨基酸离子、羧酸根、硫酸根、十二烷基磺酸根、十二烷基硫酸根、酒石酸根、六硝基钴酸根、十二烷基苯磺酸根中的一种或者是几种，y表示的是插层到层间的阴离子数目，其中，A^n-_y和[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]的电荷数相等，x表示的是M³⁺/(M³⁺+M²⁺)的比值，M²⁺/M³⁺金属离子的摩尔比2～4，m表示的是层间水分子的数目，0.1≤m≤0.33。

3.制备权利要求1的一种多相层状催化剂方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将活性组分和助活性组分的硝酸盐或者卤化物按照比例配成盐溶液，并且使得溶液中M²⁺/M³⁺金属离子的浓度比值在1～5之间；接着再将沉淀剂加入到所配制的盐溶液中；然后将得到的混合溶液于90～150℃的油浴中加热回流搅拌反应3～72h，反应结束后，将得到的沉淀物首先使用去离子水洗涤；然后接着再用乙醇溶液抽滤洗涤，经过多次的抽滤洗涤；最后将得到的固体物质在烘箱中进行干燥8～24h；得到固体物质类水滑石；氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、六次甲基四胺、氨水和尿素中的一种或多种为沉淀剂；

若合成的催化剂层板中含有Fe³⁺且使用尿素作为沉淀剂，需在加入沉淀剂之后再加入氟化铵使得氟化铵的浓度在0.005～1.50mol/L；

(2)插层水滑石层状催化剂的制备方法：称取所制备的固体物质类水滑石和水溶性的欲插层的阴离子化合物，加入到去离子水中，在氮气保护的氛围于50～150的℃油浴中加热搅拌反应24～72h；然后，将所得到的固体物质首先使用去离子水洗涤数次，接着用乙醇溶液抽滤洗涤几次；最后，将所得到的固体物质在真空干燥箱中进行干燥8～24h。

4.按照权利要求3的方法，其特征在于：若使用尿素，尿素的浓度在0.035～1.50mol/L之间，倘若使用六次甲基四胺，使得六次甲基四胺的浓度在0.050～6.50mol/L。

5.按照权利要求3的方法，其特征在于：欲得到碳酸根插层的只进行步骤(1)，若欲得到其他阴离子插层的，可多次重复进行步骤(2)的插层替换以得到目标产物。

6.按照权利要求3的方法，其特征在于：若单一的插层则水溶性的欲插层的阴离子化合物过量，若不同的插层则相应的水溶性的欲插层的阴离子化合物根据需要调节。

7.权利要求1的一种多相层状催化剂用于选择性氧化4-甲基愈创木酚生成香兰素。

8.权利要求1的一种多相层状催化剂用于选择性氧化4-甲基愈创木酚生成香兰素的方法，其特征在于：在催化剂存在的条件下，在充有氧气的密闭反应釜里，将含有反应物4-甲基愈创木酚和氢氧化钠的溶液加热进行反应。反应过程中的压力维持在0.15～3.5Mpa，催化剂的用量为所投反应物4-甲基愈创木酚质量分数的0.1～25％，反应的温度维持在50～150℃，反应时间是0.5～6h反应到终点。