[发明专利]一种羟基磷灰石纳米管负载型催化剂在苯酚选择性加氢制备环己酮中的应用

说明书

本发明涉及一种羟基磷灰石纳米管负载型催化剂在苯酚选择性加氢制备环己酮中的应用，属于催化加氢技术领域。本发明为了提高苯酚选择性加氢制备环己酮反应的转化率和选择性，采用限制长径比的羟基磷灰石纳米管代替传统的羟基磷灰石多孔材料作为活性组分Ni₂P的的载体，将活性组分Ni₂P高分散的限制于纳米管内，以此作为催化剂催化苯酚选择性加氢。由于羟基磷灰石纳米管的限域效应，能有效抑制活性组分Ni₂P的聚集，提高其分散性，从而提高催化剂在苯酚选择性加氢制备环己酮反应中的活性和选择性。

技术领域

本发明涉及一种羟基磷灰石纳米管负载型催化剂在苯酚选择性加氢制备环己酮中的应用，属于催化加氢技术领域。

背景技术

羟基磷灰石(HAP)表面具有丰富的OH^-、PO₄³⁺、Ca²⁺等离子，在催化领域具有非常广泛的应用。HAP作为催化剂或催化剂载体，具有如下优点：(1)无毒、绿色、底物忍耐性高、几乎不溶于水和常见有机试剂、容易回收；(2)吸附能力强，有效降低非均相催化过程中的传质阻力；(3)离子交换能力强，使其可以高分散地负载各种金属、金属氧化物或均相配合物催化剂；(4)表面可调的弱酸性、弱碱性位点可以催化许多需要酸碱位点活化的反应；(5)表面改性容易，可以修饰作为各种用途的催化剂。利用HAP表面的酸碱位点或负载的金属位点，HAP基催化剂常用于催化耦合、加成、氧化、脱水、取代、加氢等反应。

磷化镍是磷元素与镍元素化合而成的一类间隙型化合物，主要有Ni₂P、Ni₃P、Ni₁₂P₅3种活性物相。其中，Ni₂P的催化性能最为突出。在石油化工领域，负载型Ni₂P催化剂广泛应用于馏分油的加氢脱硫(HDS)和加氢脱氮(HDN)过程，与传统的加氢精制催化剂Co-Mo、Ni-Mo等相比，负载型Ni₂P催化剂表现出更加高效的HDS和HDN活性，并具有更高的稳定性，因而成为新型催化加氢催化剂的研究焦点。

环己酮作为一种重要的化工原料，是生产大宗商品尼龙6和尼龙66的重要原料。同时，由于环己酮具备高溶解性和低挥发性等特点，可作为油漆、农药、合成树脂等的优良溶剂和稀释剂。另外，环己酮在医药、涂料、染料等精细化工领域中同样具有广泛的应用。采用苯酚加氢法制备环己酮有利于实现苯酚的高附加值转化，上述反应中，具有高活性和高选择性的催化剂是生产工艺的核心。

现有技术中已经开发了采用Fe改性的羟基磷灰石负载Ni₂P用于苯酚选择性加氢制环己酮(徐海升,何丽娟,黄国强.Ni₂P/Fe-HAP对苯酚选择性加氢制环己酮的催化性能研究.现代化工.2020.)。上述催化剂中，引入适宜浓度的Fe³⁺后，使得Fe-HAP载体的表面积、孔体积均明显增大，提高了Ni₂P/Fe-HAP催化剂活性组分的分散程度，从而使Ni₂P/Fe-HAP催化剂显示出提高的催化活性和选择性，但其苯酚的转化率也仅为65.73％，环己酮选择性为85.47％，其催化活性依然有待提高。

发明内容

本发明为了提高苯酚选择性加氢制备环己酮反应的转化率和选择性，采用限制长径比的羟基磷灰石纳米管代替传统的羟基磷灰石多孔材料作为活性组分Ni₂P的的载体，将活性组分Ni₂P高分散的限制于纳米管内，以此作为催化剂催化苯酚选择性加氢。由于羟基磷灰石纳米管的限域效应，能有效抑制活性组分Ni₂P的聚集，提高其分散性，从而提高催化剂在苯酚选择性加氢制备环己酮反应中的活性和选择性。