[发明专利]环己基苯的制备方法及相应的金属催化剂

说明书

本发明属于催化技术领域，具体涉及一种环己基苯的制备方法及相应的金属催化剂。本发明采用二苯并呋喃这种廉价且通用的化合物作为制备环己基苯的原料，实现了煤直接液化副产物的资源化利用，使生产过程节能环保，具有较高的经济价值和实用价值，对于煤的清洁高效利用具有重要的现实意义。同时，本发明提供的金属催化剂进一步解决了现有催化剂存在的活性低、选择性低的问题，可以高效地活化氢气并脱除二苯并呋喃的氧原子，从而提高二苯并呋喃的转化率和环己基苯的收率。

技术领域

本发明涉及催化技术领域，具体涉及一种环己基苯的制备方法，以及相应的用于催化制备环己基苯的金属催化剂及其制备方法。

背景技术

基于我国“富煤贫油少气”的能源禀赋，为缓解国内石油供应的巨大压力，促进煤炭清洁高效转化利用，煤直接液化于上世纪80年代便被列为国家科技部“六五”、“七五”重大科技攻关项目。因此以煤化工副产品为原料生产高附加值化学品称为研究的热点话题。

环己基苯(CHB)是一种无色油状液体，易溶于苯、醇、四氯化碳和二甲苯等，不溶于水。其结构由立体结构的环己基与平面结构的苯环组成(图1)。CHB在涂料、塑料等领域有着广泛的应用(化学试剂,2013,35(9):804-808)，环己基苯可用于生产环己基苯过氧化氢和苯基环己基过氧化氢，二者都是重要的化工中间体。此外，环己基苯也因其高闪点、低毒性等优点，被用作放射分析的闪烁剂(Jouranl of Radioanalytical and NuclearChemistry,1990(141):117-138)。同时，CHB也是显示器件的理想材料之一(中国专利:1318617,2001-10-24)。据报道，CHB还可作为锂离子电池防过充添加剂(Journal of PowerSources,2008,184(2):427-431)，当锂电池过充时，在过电势的推动下CHB会迅速聚合，将电极包裹起来，形成“笼子”，防止电极材料分解，与其他过充电保护剂相比，环己基苯的氧化电势可高达4.7V，且对在正常充放电状态下的电化学性能影响很小。

据报道，目前合成环己基苯的主要路线有苯加氢烷基化法、联苯选择性加氢法、苯加烷基化试剂一步法。其中苯加氢烷基化法是将苯在合适的金属催化剂下转化为环己烯，然后剩余的苯与环己烯发生Friedel-Crafts反应形成CHB，但是第一步生成的副产物会与苯反应降低了产品收率。目前，联苯加氢法也尚未实现工业化，这是由于催化剂的制备技术复杂，且作为原材料的联苯成本也很高。苯加烷基化试剂一步法是指苯与烷基化试剂，如：卤代环己烷、环己烯和环己醇等，但是，该方法中作为催化剂的强酸腐蚀设备会污染环境且存在催化剂寿命短，工艺路线复杂等缺点。因此改进CHB的生产方法，对于煤的清洁高效利用有重要现实意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种环己基苯的制备方法、相应的用于催化制备环己基苯的金属催化剂及其制备方法，旨在通过合理的工艺方法克服传统CHB生产中的弊端，将廉价的二苯并呋喃(DBF)转化为高附加值CHB。

为了实现上述发明目的，本发明一方面，提供了一种环己基苯的制备方法，其包括如下步骤：

提供二苯并呋喃、有机溶剂和金属催化剂；

将所述二苯并呋喃和所述金属催化剂分散于所述有机溶剂中进行加氢脱氧反应，得到反应产物；

水洗分离所述反应产物的有机相，经蒸馏处理，得到环己基苯。

本发明另一方面，还提供了一种金属催化剂，所述金属催化剂为载体负载有金属的催化剂，所述金属选自Ni、Cu和/或Pd，所述载体为具有介孔结构的TiO₂、SiO₂或者TiO₂-SiO₂。

本发明又一方面，提供了所述金属催化剂在催化二苯并呋喃加氢脱氧生成环己基苯中的用途。

本发明再一方面，提供了一种金属催化剂的制备方法，其包括如下步骤：