[发明专利]一种黑色氧化镍的制备方法及应用于催化1,2-二醇断裂C-C键的氧化反应

说明书

本发明公开了一种在分子氧存在下，使用多相氧化镍催化剂促进邻二醇C‑C键选择性氧化裂解的新型反应体系。研究了采用不同氧化镍前驱体制备黑色氧化镍的方法，发现使用草酸镍焙烧所制得催化剂表现出较高的反应活性。此外，研究表明当煅烧温度为300℃时制备出的氧化镍具有最高的催化活性且选择性好。将制备的催化剂用于邻二醇氧化裂解反应过程汇总可以高效、高选择性地催化氧化合成高价值的苯甲醛或者苯甲酸烷基酯等精细产品；在反应中催化剂的用量范围为5‑35wt％(与反应底物的质量百分比)，反应温度控制在30℃‑190℃，氧气压力0.1‑10MPa，反应时间2‑30h；该方法氧化效率高，副产物少，易于分离和提纯，反应条件温和，其循环性和稳定性很好，避免了贵金属催化剂的使用及选择性低等特点，具有很高的实用性。

技术领域

本发明属于催化剂制备及其应用技术领域，涉及一种用于，2-二醇的C-C键断裂过程的催化剂，它来源于草酸镍晶体材料在氧气条件下通过简单地煅烧便得到具有高活性的黑色镍基催化剂NiO-X，这种高活性的催化剂用于1，2-二醇的C-C键断裂过程。

背景技术

随着社会的发展人类对能源需求日益剧增，但是传统的化石能源已经无法满足人类的需求，同时伴随化石能源的大量使用环境污染问题也越来越严重。寻找新的能源来代替传统的化石能源已经是现今研究的热题。目前已经在开发使用的新能源主要有风能、核能、太阳能、潮汐能等，但是这些能源都有各自的局限，无法大规模开发利用。

生物质作为一种可再生能源，对其开发利用是非常有前景的。生物质由于自身负杂的结构和较高的含氧量，普通的方法难以使其分解成具有高附加值的小分子化合物，而加氢脱氧是一种最有效最直接的方法，过去常用的都是一些贵金属催化剂，这些催化剂由于地球上的含量有限和昂贵的价格而导致无法广泛使用，一般的非贵金属在生物质醛类加氢脱氧过程中产率低催化效果不明显，重复使用性不佳。

因此我们采用浸渍沉淀的方法使用非贵金属镍合成一种黑色氧化镍晶体材料，通过在氧气下煅烧得到高活性稳定性和循环性良好的镍基催化剂，用于断裂1，2-二醇的C-C键是非常有前景的。

本发明目的是解决现有贵金属催化剂价格昂贵的问题，提供一种镍基多相催化剂的制备方法及其在高效催化1，2-二醇的C-C键的氧化断裂中的应用。

本发明的技术方案

本发明主要是通过静置沉淀法制备出草酸镍材料作为前驱体，将草酸与Ni(NO₃)·6H₂O混合制备成一种绿色针状的晶体，在氧气条件下通过简单煅烧过程获得具有高活性的催化剂 NiO-X(X是煅烧温度200～800℃)，用于1，2-二醇的C-C键的氧化断裂过程。

用于1，2-二醇的C-C键氧化断裂的镍基多相催化剂的制备方法：

1、利用浸渍沉淀法将六水合硝酸镍与水加入到100mL圆形烧瓶内，之后加入草酸溶液剧烈搅拌，油浴加热至60℃，在此条件下剧烈搅拌4h便合成一种金属前驱体草酸镍的绿色针状晶体；

2、再将这些金属前驱体草酸镍晶体在马弗炉内煅烧4h，煅烧温度在300℃～800℃之间，得到一种具有良好的热稳定性和循环性镍基催化剂黑色氧化镍-X，其中X为煅烧温度。

3、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述金属前驱体草酸镍的合成条件为：六水合硝酸镍5.8～10.0g，草酸3.78～5.67g，水25～50mL，目标温度60℃。

4、根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的合成条件为六水合硝酸镍5.816g，草酸3.78g，水40mL，温度60℃。