[发明专利]一种使用淀粉改性催化剂的蒽氧化法制备蒽醌的方法

说明书

本发明公开了一种使用淀粉改性催化剂的蒽氧化法制备蒽醌的方法，以γ‑Al₂O₃为载体，Fe、Zr氧化物为活性组分，利用等体积浸渍法制备Fe‑γ‑Al₂O₃、Zr‑γ‑Al₂O₃单负载催化剂及Fe‑Zr/γ‑Al₂O₃双负载催化剂，按质量比淀粉:载体＝1:100改性载体，同时采用淀粉改性载体制备一系列的改性催化剂。采用超高效液相色谱仪分析产物，分析催化剂在蒽氧化合成蒽醌反应中的催化性能，采用XRD等手段对催化剂进行表征。

技术领域

本发明属于化工技术领域，尤其涉及一种使用淀粉改性催化剂的蒽氧化法制备蒽醌的方法。

背景技术

蒽醌(C₁₄H₈O₂)是一种重要的精细化学品和化学中间体。它通常用于生产蒽醌类染料和高浓度过氧化氢以及增强牛皮纸生产过程等工业领域，甚至被广用于医药、农药等医药学领域。其中，蒽醌是大类染料和颜料的母体物质，在合成染料领域中占有非常重要的地位。随着精细工业的多元化及不断壮大，蒽醌产品在国内国际市场上的需求量一直呈现出稳健增加的趋势。鉴于蒽醌的巨大潜在市场需求，优化改进蒽醌工艺生产路线，降低其生产成本，提高蒽醌的产量对促进整个催化工业的发展具有重要的意义，为合成蒽醌催化剂的开发带去曙光。

根据生产方法主要分为以苯酐法为代表的合成蒽醌法及以TBHP、H₂O₂、O₂等为氧化剂的氧化蒽醌法等两大类。其中苯酐法合成蒽醌的产能优于氧化蒽醌的产能，但合成蒽醌中含有微量的无机盐，影响下游产品的纯度，且三废对环境造成一定的伤害。氧化法制备蒽醌的生产工艺在工业较发达国家得到广泛应用，该生产方法对环境污染低，整个生产工艺的效益优于合成蒽醌的工艺法，更适合生产高档的染料。且近几年，我国煤焦油加工行业发展迅速，焦油粗加工的工业产量已达到2000多万t/a，蒽原料供应量大幅度提升，特别是煤焦油加工企业的不断延伸其产业的链条，生产氧化蒽醌的发展方向得以确定，建成了多套工艺加工装置，该工艺生产方法绿色无污染，氧化蒽醌的市场占有率保持稳健上升趋势。

淀粉作为一种生物质材料，具有无毒、无害、可生物降解、环境友好和可再生的特点，由于其廉价、稳定，在诸如纳米复合材料、化工、生物医药等领域具有广泛应用。

一、苯酐法合成蒽醌

1、以Lewis酸和液相Bronsted酸为催化剂

在过去的十年里，使用较高成本的Lewis酸和液相Bronsted酸为催化剂，以传统的Friedel-Crafts酰化反应(苯酐法)合成蒽醌，在工业上得到了广泛的应用。Lewis酸和液相Bronsted酸为催化剂的腐蚀性对环境造成污染，生产工艺较复杂，发展绿色催化技术极大加强了Friedel-Crafts酰化反应的研究，保证了经济成本可行性。同时，也有助于开发新的绿色催化剂用于芳族化合物或芳香族化合物的Friedel-Crafts酰化反应。

Mohammad等报道了一种层状硅酸铝无机聚合物的合成(也称为含有布朗斯台德和路易斯酸性位点的地质聚合物)新型固体酸催化剂，用于取代苯的模型液相F-C酰基化反应，催化剂通过后合成实现处理脱铝和脱硅等反应，增强了酸度和孔隙率，提高了催化效率，地质聚合物具有巨大的潜力及成本效益，可以容多次再生和重复使用没有明显的反应性损失，易于合成和环保型异质的固体催化剂应用于精细化学。

2、以沸石分子筛为催化剂