[发明专利]一种复合SBA-15分子筛催化剂的制备及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类杂多酸负载介孔分子筛SBA-15的制备方法及其在苯氧化成苯酚中的应用。 

背景技术

苯酚是重要的有机化工原料，是合成酚醛树脂、双酚A、五氯酚、水杨酸、苦味酸、己内酰胺、己二酸、酚酞和乙酞替乙氧基苯胺等化工产品的原料或者为中间体。它在合成纤维、合成橡胶、香料、塑料、染料、医药、农药、涂料和炼油等工业中应用广泛。此外，苯酚还可直接用作化学试剂、防腐剂和消毒剂。特别是近年来由于汽车工业、电子通讯和建筑业的迅猛发展，苯酚产生的系列产品需求增长加快，相应带动了苯酚需求量增长。但工业上由苯合成苯酚存在着合成路线长、原料消耗大、环境污染严重等问题，所以发明一种在温和条件下合成环境友好型苯酚是非常重要的。 

相对于传统方法，以Keggin型杂多酸H₅PMo₁₀V₂O₄₀为主体，利用溶胶-凝胶法将其负载于SBA-15介孔分子筛上制备负载型催化剂，具有比表面积大和还原性能好的优点。在苯氧化为苯酚的反应中有高的转化率和选择性。 

发明内容

本发明的目的是针对杂多酸具有独特的酸性、氧化还原和假液相的特性，在催化方面呈现出很好的应用前景，以及介孔分子筛SBA-15具有大孔径，厚孔壁，高的热稳定性和结构可调性且孔道规整等许多优点，结合两种优势，将Keggin型杂多酸H₅PMo₁₀V₂O₄₀采用溶胶-凝胶法负载于介孔分子筛SBA-15，得到高比表面、高催化活性的负载型杂多酸催化剂。 

将Keggin型杂多酸H₅PMo₁₀V₂O₄₀采用溶胶-凝胶法负载于介孔分子筛SBA-15按照以下步骤进行： 

(一)、取定量的Na₂HPO₄·12H₂O溶解于蒸馏水中，与10.6gNa₂CO₃水溶液相混合，搅拌一定时间，缓慢加入9.1g V₂O₅，加热至沸，反应30min，取35.3g MoO₃溶于蒸馏水后加入上述溶液中，90℃在水浴中继续加热30min，用1∶1的硫酸调节pH值为酸性，搅拌冷却至室温。加入适当的乙醚萃取充分振摇，逐渐加入适量1∶1的硫酸直至出现分层，所得红色油状杂多醚合物在中间层，振荡后沉入底层后将其分离出，经过反复萃取直到其变为浅黄色为止。吹除乙醚，红色固体溶于蒸馏水中并置将其放入真空干燥器中，待晶膜出现后放入3℃～5℃的冰箱中结晶，得到H₅PMo₁₀V₂O₄₀·xH₂O杂多酸。 

(二)、溶胶凝胶法制备催化剂：称取2gP123，与60ml2mol/L的盐酸和15ml蒸馏水混合，40℃水浴中搅拌2h使其溶解，再加入4.17mlTEOS，得到乳白色胶体。称取一定质量H_mPMo_12-nV_nO₄₀杂多酸，将其缓慢加入胶体中，40℃水浴中搅拌24h，在100℃的烘箱中静置晶化72h。抽滤，干燥后将所得粉末放入马弗炉中于550℃温度下焙烧6h，得黄色粉末状的产品，即为H₅PMo₁₀V₂O₄₀杂多酸负载SBA-15分子筛催化剂。 

(三)、在50ml的三颈瓶中加入4ml苯，25ml冰醋酸和不同量的催化剂，不停的搅拌，然后缓慢加入8ml H₂O₂(30％)，在一定温度下反应，每隔0.5h取一次样，反应产物使用高效液相色谱分析。 

附图说明

附图1为60％H₅PMo₁₀V₂O₄₀负载型SBA-15介孔分子筛的TEM图。图中(a)表示横向图，图中(b)表示纵向图。 

附图2为60％H₅PMo₁₀V₂O₄₀负载前后的比表面积、孔体积和平均孔径。