[发明专利]核壳催化剂将甘蔗渣木质素转化为酚类化合物的方法

权利要求书

1.一种核壳催化剂将甘蔗渣木质素转化为酚类化合物的方法，其特征在于：这种核壳催化剂将甘蔗渣木质素转化为酚类化合物的方法：

甘蔗渣木质素与纳微尺寸核壳催化剂充分混合压片成型并粉碎为颗粒后，其中甘蔗渣木质素与所述催化剂的质量比为0.1:1─5:1，在固定床反应器中，反应温度为500─900℃、反应时间1─3hr，在纳微尺寸核壳催化剂的作用下，在惰性气相中，将甘蔗渣木质素选择性催化氧化，得到含酚类化合物液体产物，产物收率大于30%，酚类化合物选择性大于60%；所述反应后的核壳催化剂经氧化再生去循环使用；核壳催化剂为Fe₂O₃@AB_xB′_1-xO₃，其中0≤x≤1，A为Bi、Ca、Ba、La中的一种，B为Ti、Zr中的一种，B′为Fe、Co、Ni、Mn中的一种，是通过水热合成法合成具有纳微尺寸的钙钛矿金属氧化物为壳层的核壳催化剂。

2.根据权利要求1所述的核壳催化剂将甘蔗渣木质素转化为酚类化合物的方法，其特征在于：所述的核壳催化剂制备方法为：

（1）称取一定质量的20─50nm Fe₂O₃加入一定体积的乙醇中，乙醇与Fe₂O₃的体积质量比为100─300mL/g，在超声波作用下分散5─20min后，静置沉淀4─10h，去除上层清液，加入与乙醇同等体积的去离子水，超声波作用5─20min获得Fe₂O₃悬浮液；

（2）称取一定量A、B、B′可溶性盐依次完全溶解于去离子水中，滴加一定量的氨水调整溶液pH值至8.0─11.0，与步骤（1）制备的Fe₂O₃悬浮液搅拌混合后，加入0.1─10.0g/L的十六烷基三甲基溴化铵；充分搅拌后转移至带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在150─250℃晶化12─24hr；晶化后产物通过洗涤和离心分离，离心转速为4000─12000r/min，离心时间为5─15min，用蒸馏水洗涤3─5次，分离后产物在120─150℃干燥12─24hr，并在550─950℃焙烧3─12hr，得到核壳催化剂。

3.根据权利要求2所述的核壳催化剂将甘蔗渣木质素转化为酚类化合物的方法，其特征在于：所述的步骤（2）中A、B、B′可溶性盐均为其硝酸盐或氯化物。

4.根据权利要求3所述的核壳催化剂将甘蔗渣木质素转化为酚类化合物的方法，其特征在于：所述的核壳催化剂与甘蔗渣木质素经充分混合后在10─30MPa压片5─30min，将混合片状物破碎为50─100mm颗粒。

5.根据权利要求4所述的核壳催化剂将甘蔗渣木质素转化为酚类化合物的方法，其特征在于：Fe₂O₃@AB_xB′_1-xO₃核壳催化剂中Fe₂O₃的质量分数为20-60%。

6.根据权利要求5所述的核壳催化剂将甘蔗渣木质素转化为酚类化合物的方法，其特征在于：木质素被Fe₂O₃中晶格氧选择性催化氧化，生成酚类和芳香类甲氧基化合物，而壳层钙钛矿类氧化物是Fe₂O₃的载体，起到提高晶格氧传递速率和提高Fe₂O₃稳定性的作用，在该过程中Fe₂O₃被还原成Fe₃O₄或FeO。

7.根据权利要求6所述的核壳催化剂将甘蔗渣木质素转化为酚类化合物的方法，其特征在于：向所得的液体混合物中加入过量1—3mol/L NaOH溶液，萃取后，向得到的下层液体中通入CO₂，得到的油状物质即为酚类混合物。

8.根据权利要求7所述的核壳催化剂将甘蔗渣木质素转化为酚类化合物的方法，其特征在于：所述的得到的酚类化合物包括苯酚类化合物、愈创木酚类化合物、芳香基二酚化合物；苯酚类化合物包括苯酚、烷基苯酚、醛基苯酚、酮基苯酚；愈创木酚类化合物包括愈创木酚、烷基愈创木酚、醛基愈创木酚、酮基愈创木酚。

9.根据权利要求8所述的核壳催化剂将甘蔗渣木质素转化为酚类化合物的方法，其特征在于：所述的反应后核壳催化剂再生条件为：通入空气，反应温度700─1000℃，反应时间15─60min。