[发明专利]复合型碱性铁钼硫化物催化剂及制备方法及其在芳香酚及醚类转化中的应用

说明书

本发明提出一种复复合型碱性铁钼硫化物催化剂及制备方法及其在芳香酚及醚类转化中的应用。催化剂用分子式MgxFey‑Mo‑S表示，x，y代表的是原子比，范围为x:y＝3:1‑1:3。以MgxFey水滑石为前体，350‑500℃焙烧后得到MgxFey的氧化物，然后通过与含过量MoO₄^2‑离子的水溶液通过水合得到插层的MgxFey‑MoO₄²前体，通过H₂S/H₂混合气在400‑800℃下硫化，最终得到MgxFey‑Mo‑S催化剂。在芳香酚及醚类转化中得到了很好的应用。实现反应物中芳醚键的断裂，得到含氧量低的酚类产物，提高其利用附加值。

技术领域

本发明属于工业催化和生物能源转化技术领域，涉及到金属硫化物催化剂的制备，具体地说是一种复合型碱性铁钼硫化物催化剂制备方法。

背景技术

随着人类对环境污染和资源危机等问题的认识不断深入，天然高分子所具有的可再生、可降解等性质日益受到重视。而生物质作为一种天然的高分子，相比于化石能源，不仅具有储备丰富，碳中性，易获取，零排放，而且是唯一可转化为液体燃料的可再生资源等众多突出的优点。其中，木质生物质是生物质能源的重要组成部分，其主要由纤维素(40‐50％)、半纤维素(25‐35％)及木质素(15‐20％)等有机物组成。由于木质素复杂的结构以及难以降解的特点，通常通过催化加氢对木质素进行的高值化利用。但是其原料的处理仍然是个难点，目前主要通过研究其模型化合物即芳香酚转化而进一步揭示其木质素原料的的转化规律。

催化加氢是转化木质素最常用的手段之一。根据产物的不同，目前对木质素模型化合物的转化反应主要分为两类。一是实现芳香结构的完全加氢生成环烷烃，用于生物油的制备；二是对其进行脱氧而保留芳香结构，用于高附加值化学品的制备。生物油的精炼技术发展至今，已经取得了很多瞩目的成果，而在精细化学品的制取上，远远不够。因此，如何提高目前催化剂体系对催化获得酚类产物的选择性是迫在眉睫的问题。

在目前应用的催化剂体系中，硫化物催化剂表现出突出的优势。相比于贵金属Pd，Pt以及Ni金属等催化剂，硫化物催化剂不仅不会造成催化剂中毒，反而有助于活性的稳定。最重要的是对酚类产物的选择性上大大的优于金属类催化剂，这有利于我们制取高附加值的酚类化学品。传统的硫化物催化剂主要是指Al₂O₃负载的CoMo‐S或者NiMo‐S催化剂，该类催化剂广泛应用于工业当中，但是其活性远远没有达到工业的需求，仍然需要进一步的提高。除此之外，铁硫化合物也表现出了优异的加氢脱氧能力。Ji等人通过浸渍法合成了负载型的二硫化亚铁催化剂，在二苄醚的转化中达到100％转化，且对脱氧产物甲苯的选择性达到99％，但是该催化剂需要在无氧条件下制备，且需要的压力为10MPa限制了它的应用；此外，二苄醚中的C‐O键断裂需要的键能较低，其在其它分类物质中的转化效果未知。(Na Jiet al，Iron(II) Disulfides as Precursors of Highly Selective Catalysts forHydrodeoxygenation of Dibenzyl Ether into Toluene，ChemCatChem 2015,7,960–966)。

综上所述，除了传统的硫化物催化剂，新的元素也在逐渐的开发当中。然而另一方面，传统的硫化物也必然存在其优势，而如何将两者结合起来，具有一定的挑战性。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提出一种复复合型碱性铁钼硫化物催化剂及制备方法及其在芳香酚及醚类转化中的应用。

本发明采取的技术方案为：

一种复合型碱性铁钼硫化物催化剂，其催化剂用分子式MgxFey‐Mo‐S表示，x，y代表的是原子比，范围为x:y＝3:1‐1:3。