[发明专利]一种用于烃类氧化的固载催化剂的制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于烃类氧化的固载催化剂的制备方法，其特征在于：将含两个或两个以上N-羟基的邻苯酰亚胺即NHPI衍生物，通过含环氧基的硅烷偶联剂采用共价化学接枝的方法固载到硅基介孔材料上，得到具有式(1)或(2)所示结构的固载催化剂，

式中，椭圆形部分表示无机载体，R₁、R₂分别表示氢原子、卤素原子、烷基、卤代烷基、硝基、烯基、环烷基、芳基、羟基、烷氧基、羧基、取代氧羰基、酰基或酰氧基。

2.根据权利要求1所述的固载催化剂的制备方法，其特征在于：所述的共价化学接枝的方法具体为硅烷偶联剂先与硅基介孔材料缩合，再与NHPI衍生物开环接枝；或硅烷偶联剂先与NHPI衍生物开环接枝，再与硅基介孔材料缩合。

3.根据权利要求1或2所述的固载催化剂的制备方法，其特征在于：所述的硅基介孔材料选自二氧化硅、介孔分子筛MCM-41和SBA-15中的至少1种；所述硅基介孔材料预先通过酸处理或不处理。

4.根据权利要求1或2所述的固载催化剂的制备方法，其特征在于：所述的含两个或两个以上N-羟基的NHPI衍生物为式(3)所示的N,N’-二羟基均苯四羧亚胺即NDHPI，或式(4)所示的N,N’,N”-三羟基异氰尿酸即THICA，

式中，R₁、R₂分别表示氢原子、卤素原子、烷基、卤代烷基、硝基、烯基、环烷基、芳基、羟基、烷氧基、羧基、取代氧羰基、酰基或酰氧基。

5.根据权利要求1或2所述的固载催化剂的制备方法，其特征在于：所述的硅烷偶联剂带有环氧基和烷氧基，所述固载通过环氧基与NHPI衍生物上的N-羟基开环缩合反应以及烷氧基与硅基介孔材料上的硅羟基的缩合反应实现；所述烷氧基的碳原子数为1～6，选自甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁基氧基、戊氧基或己氧基。

6.根据权利要求5所述的固载催化剂的制备方法，其特征在于：所述的环氧基与NHPI衍生物上的N-羟基开环缩合反应在极性溶剂条件下进行，所述极性溶剂选自甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯、乙醚、二氯甲烷、氯仿或乙腈。

7.权利要求1至6任一项所述的固载催化剂的应用，其特征在于：该固载催化剂协同助催化剂催化烃类化合物的分子氧氧化反应，反应在溶剂存在或无溶剂存在下进行。

8.根据权利要求7所述的固载催化剂的应用，其特征在于：所述的烃类化合物为链状烷烃、环烷烃或芳烃，其碳原子数为4～9；所述的分子氧为贫氧空气、空气、富氧空气或纯氧；所述的助催化剂为金属盐或金属配合物。

9.根据权利要求7所述的固载催化剂的应用，其特征在于：所述的溶剂选自乙酸、乙腈、二氯甲烷、乙酸乙酯、苯乙腈、N,N’-二甲基乙酰胺或氯仿。

10.根据权利要求7所述的固载催化剂的应用，其特征在于：所述的氧化反应的温度为60～120℃；反应时间为2～10h；烃类化合物与固载催化剂的摩尔比为1：0.00001～1；反应压力为常压或0.5～5MPa的压力。