[发明专利]铁钒分子筛及其制备方法和应用以及制备苯二酚的方法

说明书

本发明涉及分子筛领域，公开了一种铁钒分子筛及其制备方法和应用以及制备苯二酚的方法，该分子筛包括：铁元素、钒元素、硅元素和氧元素，其中，所述分子筛满足X_1‑1.8/X_0.4‑0.9＝C，0.1C0.5，X_0.4‑0.9为分子筛在0.4‑0.9nm范围的微孔孔径占总微孔孔径分布量的比例，X_1‑1.8为分子筛在1‑1.8nm范围的微孔孔径占总微孔孔径分布量的比例。本发明的具有特殊的物化特征结构的分子筛，具有1‑1.8nm范围的微孔孔径分布，且X_1‑1.8/X_0.4‑0.9＝C，0.1C0.5，在催化反应中有利于反应物和产物分子的扩散，对苯酚氧化反应有利，能够有效调变目标产物对苯二酚的选择性。

技术领域

本发明涉及分子筛领域，具体地说涉及铁钒分子筛、铁钒分子筛的制备方法、铁钒分子筛在制备苯二酚中的应用和制备苯二酚的方法。

背景技术

钒硅分子筛，是骨架由硅、钒、氧元素所组成的分子筛，在石油炼制和石油化工中应用前景广阔。其中，VS-1分子筛是将过渡金属元素钒引入具有ZSM-5结构的分子筛骨架中所形成的一种具有优良催化选择性氧化性能的新型钒硅分子筛。

VS-1不但具有钒的催化氧化作用，而且还具有ZSM-5分子筛的择形作用和优良的稳定性，在催化氧化反应中有较好的性能。

对苯二酚和邻苯二酚是两种重要的化工原料和化工中间体，具有广泛的用途。邻苯二酚可用作橡胶硬化剂、电镀添加剂、皮肤防腐杀菌剂、染发剂、照相显影剂、彩照抗氧化剂、毛皮染色显色剂、油漆和清漆抗起皮剂。对苯二酚主要用于显影剂、蒽醌染料、偶氮染料、合成氨助溶剂、橡胶防老剂、阻聚剂、涂料和香精的稳定剂、抗氧剂。

现有技术中，主要通过将芳羟基化合物(如苯酚)用氧或含氧气体，含铜催化剂，和任选的促进剂氧化形成苯醌，然后采用还原反应以形成对苯二酚，但是该方法无法同时制备得到苯醌和苯二酚。

上世纪八十年代初，意大利Taramasso在USP4410501中，公开了一种被称为钛硅分子筛(TS-1)的新型催化氧化材料，它对烃、醇、酚等具有很好的选择性氧化作用。

使用钛硅分子筛作为催化剂催化氧化苯酚能够同时得到对苯二酚和邻苯二酚。但是，采用这种制备方法苯酚转化率和对苯二酚选择性仍有提高的余地。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁钒分子筛及其制备方法和应用以及制备苯二酚的方法。铁钒分子筛用于催化苯酚氧化反应，可以有效提高苯酚转化率和对苯二酚选择性。

发明人经过大量的研究发现，在铁钒分子筛的制备过程中，采用钒硅分子筛经过特定的制备步骤(使用酸、碱依次处理结合热处理和焙烧等步骤)，可以得到具有特别的物化特征的铁钒分子筛，且制备出的分子筛催化氧化性能优异，特别在苯酚氧化反应中，可以有效调变目标产物对苯二酚的选择性。

为实现前述目的，本发明的第一方面，本发明提供一种铁钒分子筛，该分子筛包括：铁元素、钒元素、硅元素和氧元素，其中，该分子筛满足X_1-1.8/X_0.4-0.9＝C，0.1C0.5，X_0.4-0.9为分子筛在0.4-0.9nm范围的微孔孔径占总微孔孔径分布量的比例，X_1-1.8为分子筛在1-1.8nm范围的微孔孔径占总微孔孔径分布量的比例。

本发明的第二方面，本发明提供了一种本发明所述的铁钒分子筛的制备方法，该方法包括：

(1)将钒硅分子筛与酸溶液混合，将得到的混合物进行第一热处理，并分离得到第一固体；

(2)将所述第一固体、铁源、碱源和水混合后进行第二热处理。

本发明的第三方面，本发明提供了本发明的铁钒分子筛在制备苯二酚中的应用。