[发明专利]选择性催化氧化木质素生产芳香基含氧化合物的方法

权利要求书

1.一种选择性催化氧化木质素生产芳香基含氧化合物的方法，其特征在于：这种选择性催化氧化木质素生产芳香基含氧化合物的方法：

（1）钙钛矿类混合离子电子导体的制备

采用高温固相反应法制备CaZr_xFe_1-xO₃或LaTi_xFe_1-xO₃钙钛矿类混合离子电子导体，其中0≤x≤1；

（2）复合氧化物催化剂的制备

采用高温固相反应法制备Fe₂O₃-CaZr_xFe_1-xO₃或Fe₂O₃-LaTi_xFe_1-xO₃复合氧化物催化剂，其中0≤x≤1；

（3）木质素与步骤（2）制备的复合氧化物催化剂混合压片

将木质素与复合氧化物催化剂充分混合后进行压片成型并粉碎为颗粒，其中木质素与复合氧化物催化剂的质量比为0.1：1─5：1；

（4）木质素选择性催化氧化

在微分固定床反应器中，在惰性气氛下，反应温度为400─900℃，反应时间1─3hr，进行木质素选择性催化氧化反应，获得芳香基含氧化合物液体产物，反应后的复合氧化物催化剂经氧化再生后可循环使用；

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，而钙钛矿类混合离子电子导体是Fe₂O₃的载体，起到提高晶格氧传递速率和催化剂的稳定性的作用，在该过程中Fe₂O₃被还原成Fe₃O₄或FeO；所述的木质素选择性催化氧化得到液体产物收率>35%，其中芳香基含氧化合物的选择性>80%。

2.根据权利要求1所述的选择性催化氧化木质素生产芳香基含氧化合物的方法，其特征在于：所述的CaZr_xFe_1-xO₃制备原料为CaCO₃、ZrO₂、Fe₂O₃，LaTi_xFe_1-xO₃制备原料为La₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃，按一定比例将所述制备原料分别进行充分混合后在10─30Mpa压片5─30min；压片后在焙烧温度为1000─1200℃，焙烧8─24hr后，得到钙钛矿类混合离子电子导体；所述的钙钛矿类混合离子电子导体经研磨、过筛，使其粒径<500目。

3.根据权利要求2所述的选择性催化氧化木质素生产芳香基含氧化合物的方法，其特征在于：所述的复合氧化物催化剂Fe₂O₃-CaZr_xFe_1-xO₃或Fe₂O₃-LaTi_xFe_1-xO₃中Fe₂O₃含量为20─60%。

4.根据权利要求3所述的选择性催化氧化木质素生产芳香基含氧化合物的方法，其特征在于：所述的复合氧化物催化剂与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1所述的选择性催化氧化木质素生产芳香基含氧化合物的方法，其特征在于：所述的芳香基含氧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、甲氧基芳香类化合物；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。

6.根据权利要求1所述的选择性催化氧化木质素生产芳香基含氧化合物的方法，其特征在于：所述的反应后复合氧化物催化剂在反应过程中因结焦和Fe₂O₃被还原失活，其再生条件为：在空气气氛下，反应温度800─1000℃，反应时间10─60min。