[发明专利]一种低变质煤解聚物-铜基催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种低变质煤解聚物‑铜基催化剂的制备方法，属于催化剂技术领域，包括以下步骤：将低变质煤与氢氧化钠溶液混合后在氧气环境中进行氧化解聚反应，得到低变质煤解聚物；将得到的低变质煤解聚物、可溶性铜盐和水混合后进行配位络合反应，得到低变质煤解聚物‑铜基催化剂。本发明采用低变质煤解聚后的解聚物在不经过分离提纯的情况下，直接与铜离子在常温常压下配位络合反应制备得到低变质煤解聚物‑铜基催化剂，未消耗外界能量且未使用有机溶剂，降低了对环境的污染和能耗，降低了生产成本，且得到的催化剂催化效率高。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别涉及一种低变质煤解聚物-铜基催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

醇类化合物选择性氧化制备相应羰基化合物(醛或酮)的反应是有机化学研究及工业生产中重要的单元反应之一，传统生产中，醇氧化反应过程中氧化剂多采用高碘试剂、铬酸盐、高锰酸盐等，这些氧化剂大都存在原子利用率低、三废排放量大等缺点，随着可持续发展和环境保护要求的日益增高，传统醇氧化体系的弊端越来越难以忽视。因此如何采用高效催化剂实现醇类的绿色选择性氧化已成为众多学者研究的热点之一。

近数十年来，已有文献相继报道了Pd、Ru、Au、Ir等贵金属催化剂催化醇类的氧化，但这些贵金属催化剂由于价格昂贵，往往难以大规模工业化利用。故自1984年铜基催化剂被报道催化醇类选择性氧化以来，使用廉价的过渡金属铜制备相应的铜基催化剂，用以催化醇类氧化吸引了学者们的广泛关注，铜基催化剂不仅具有与贵金属接近的催化活性，而且能够有效避免催化剂与底物中氮、硫等杂原子配位失活，因此铜基催化剂具有更广泛的底物普适性。目前已报道的铜基催化剂体系中往往需要价格昂贵且结构复杂的配体。目前已经有用高纯度的芳香酸构筑Cu基催化剂用于醇类物质的氧化反应，但是，制备这些纯度较高的芳香酸本身就成本高，这样也使得制备的催化剂的成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种低变质煤解聚物-铜基催化剂及其制备方法和应用，本发明得到的低变质煤解聚物采用在不经过分离提纯的情况下，直接与铜离子在常温常压下配位络合反应制备得到低变质煤解聚物-铜基催化剂，降低了对环境的污染和能耗，降低了生产成本，且得到的催化剂催化效率高。

本发明提供了一种低变质煤解聚物-铜基催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将低变质煤与氢氧化钠溶液混合后在氧气环境中进行氧化解聚反应，得到低变质煤解聚物；

将得到的低变质煤解聚物、可溶性铜盐和水混合后进行配位络合反应，得到低变质煤解聚物-铜基催化剂；所述配位络合反应在常温常压下进行。

优选地，所述低变质煤包括褐煤原煤、烟煤、次烟煤、长焰煤、焦煤或贫煤。

优选地，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5～5mol/L。

优选地，所述低变质煤的质量与氢氧化纳溶液的体积比为1：10～50。

优选地，所述氧气的压力为0.5～7MPa。

优选地，所述氧化解聚反应的温度为100～280℃，所述氧化解聚反应的时间为0.5～8h。

优选地，所述可溶性铜盐包括醋酸铜、硫酸铜、硝酸铜或氯化铜。

优选地，所述可溶性铜盐与低变质煤解聚物的质量比为1:0.8～8。

本发明还提供了上述制备方法制备得到的低变质煤解聚物-铜基催化剂。

本发明还提供了低变质煤解聚物-铜基催化剂在选择性催化氧化醇类化合物制备相应羰基化合物中的应用，所述选择性催化氧化的温度为60～120℃，所述选择性催化氧化的时间为30～150min；所述低变质煤解聚物-铜基催化剂的用量为底物质量的1/3至3倍。