[发明专利]一种以球形纳米碳包裹的氮化钼为催化剂由愈创木酚制备苯酚的方法

说明书

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种以球形纳米碳包裹的氮化钼为催化剂由愈创木酚制备苯酚的方法。该方法采用的催化剂是由原位合成法合成，氮化钼活性组分高度分散，活性中心的颗粒不易团聚，且在高温下高负载量下均可保持高稳定性，将该催化剂用于愈创木酚进行加氢脱氧制备苯酚，转化率高，选择性高，副产物少。该催化反应无需在强酸强碱的条件下，并且可以在较低的反应原料液时空速下进行反应，在原料更换，停车检修，开车小试时具有很好的适用性。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域。具体涉及一种以球形纳米碳包裹的氮化钼为催化剂由愈创木酚制备苯酚的方法。

背景技术

愈创木酚(guaiacol)是一种白色或微黄色结晶或无色至淡黄色透明油状液体，有特殊芳香气味，学名邻羟基茴香醚、甘油醚、愈创木酚甘油醚、邻羟基甘油醚等，主要由生物质裂解得来。生物质资源主要来源于植物的光合作用，清洁可再生。木质素是自然界中储量丰富的生物质原料，通过热解、氢解、生物转化等方法能够选择性地转化生成液体燃油或者化学品，既不增加环境负担，又能解决能源危机和资源短缺问题。

愈创木酚是生物质的模型化合物，目前广泛研究愈创木酚的催化剂主要分为贵金属和非贵金属两类：贵金属催化剂一般使用钯、铂、钌等金属，非贵金属一般使用铁、钴、镍等金属。贵金属催化剂催化活性高，但使用成本高，不利于大规模工业化应用，非贵金属催化剂成本低，反应条件苛刻。制备催化活性高、稳定性优异、价格低廉的催化剂对于研究愈创木酚等生物质催化转化具有重要意义。

苯酚(C₆H₆O，PhOH)，又名石炭酸、羟基苯，是最简单的酚类有机物，是一种弱酸。常温下为一种无色晶体。有毒，有腐蚀性，常温下微溶于水，易溶于有机溶液；当温度高于65℃时，能跟水以任意比例互溶，其溶液沾到皮肤上用酒精洗涤。暴露在空气中呈粉红色。可吸收空气中水分并液化。与醛、酮反应生成酚醛树脂、双酚A，与醋酐，水杨酸反应生成醋酸苯酯、水杨酸酯。还可进行卤代、加氢、氧化、烷基化、羧基化、酯化、醚化等反应。

苯酚在通常温度下是固体，如果采用加热熔化苯酚，再加入金属钠的方法进行实验，苯酚易被氧化，在加热时苯酚颜色发生变化而影响实验效果。苯酚是重要的有机化工原料，用它可制取酚醛树脂、己内酰胺、双酚A、水杨酸、苦味酸、五氯酚、2,4-D、己二酸、酚酞n-乙酰乙氧基苯胺等化工产品及中间体，在化工原料、烷基酚、合成纤维、塑料、合成橡胶、医药、农药、香料、染料、涂料和炼油等工业中有着重要用途。此外，苯酚还可用作溶剂、实验试剂和消毒剂，苯酚的水溶液可以使植物细胞内染色体上蛋白质与DNA分离，便于对DNA进行染色。

苯酚最早是从煤焦油中回收提取的。后来，发展了以苯为原料的磺化碱熔法、氯苯法、甲苯氧化法、异丙苯法等。磺化碱熔法：是生产苯酚的古典方法，苯磺化生成苯磺酸，经中和、碱熔和酸化得到苯酚。由于该法副产大量的硫酸盐，生产成本较高且对环境的污染较大，因而被淘汰。氯苯法：以苯为原料经氯化或氧氯化生成氯苯，氯苯再经液相碱性水解或气相酸性水解制得苯酚。此法转化率较低，对设备的腐蚀性较强。甲苯氧化法：以甲苯为原料氧化生成苯甲酸，苯甲酸氧化脱羧制得苯酚。此法催化剂寿命较短，而且产生焦油。环己烷氧化脱氢法：以环己烷为原料经氧化生成环己酮、环己醇，而后催化脱氢生成苯酚。此法的生产成本费用较高。异丙苯法：是以苯、丙烯为原料烷基化生成异丙苯，异丙苯经氧化、分解生成苯酚，但该方案会产生丙酮副产物，并且生产成本较高。

现有利用氮化钼制备苯酚的方法，氮化钼对苯酚的选择性不高，主要是因为，过渡的脱氧容易形成大量的苯，或者加氢能力不足产生大量的苯甲醚，再者加氢过渡引入了许多的甲基环己烷，都不利于苯酚的形成。

发明内容

本发明的目的：针对现有技术存在的不足和缺点，提供了一种以球形纳米碳包裹的氮化钼为催化剂由愈创木酚制备苯酚的方法，由愈创木酚加氢制备苯酚，所选用的催化剂具有很高的转化率和选择性，有很好的经济性和工业价值。