[发明专利]K7

说明书

本发明公开了K₇[MnV₁₃O₃₈]·18H₂O作为催化剂在芳烃羟基化反应中的应用。本发明克服了现有羟基苯甲醚清洁化生产(双氧水和苯甲醚为原料一步制备对羟基苯甲醚)时存在的催化剂催化活性低导致的产物转化率低、产率低的问题，本发明选用K₇[MnV₁₃O₃₈]·18H₂O作为芳烃羟基化反应的催化剂，能够显著提高羟基化反应中苯甲醚的转化率和产物(对羟基苯甲醚)的产率，从而有效推进了对羟基苯甲醚的清洁化生产。

技术领域

本发明涉及K₇[MnV₁₃O₃₈]·18H₂O作为催化剂在芳烃羟基化反应中的应用。

背景技术

在大力推崇绿色发展的趋势下，现有的对羟基苯甲醚的制备工艺存在的多步骤、多副产物、高污染、高毒性等问题亟待解决。已有研究表明以双氧水和苯甲醚为原料可一步制备对羟基苯甲醚(双氧水作为氧化剂可使苯甲醚发生一步羟基化反应)，从而大大减少反应步骤，且操作简单，反应条件温和，不产生有害的副产物，是一种极佳的环境友好制备工艺，具有广阔的应用前景。过氧化氢(双氧水)是一种弱酸性的无色无嗅的透明液体，需要在催化剂的作用下产生氧化作用，得到目标氧化产物，但是现有的羟基化反应催化剂因较低的转化率仍不足以大规模推广。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种在芳烃羟基化反应中具有高催化活性的催化剂 K₇[MnV₁₃O₃₈]·18H₂O。

技术方案：本发明所述的K₇[MnV₁₃O₃₈]·18H₂O作为催化剂在芳烃羟基化反应中的应用。

其中，所述芳烃羟基化反应包括苯甲醚羟基化反应、氯苯羟基化反应或苯甲腈羟基化反应中的一种。

所述苯甲醚羟基化反应为苯甲醚和双氧水在K₇[MnV₁₃O₃₈]·18H₂O催化下一步生成对羟基苯甲醚。

其中，所述K₇[MnV₁₃O₃₈]·18H₂O的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：

(1)将偏钒酸钾加入热水中，再往其中加入硫酸、硫酸锰和过硫酸钾；在高温下持续搅拌，直至溶液蒸发到不高于原混合溶液体积的1/3，观察到有沉淀产生；

(2)对反应液过滤，向滤液中加入醋酸钾，静置过夜；

(3)将静置后溶液中生成的结晶物取出，用乙醇冲洗，冲洗后将固体置于乙酸钾和乙酸的混合液中在加热搅拌条件下进行重结晶；

(4)重结晶后，固体用乙醇溶液清洗，清洗后再分散在质量分数为95％的乙醇溶液中，置于空气下干燥后得到K₇[MnV₁₃O₃₈]·18H₂O。K₇[MnV₁₃O₃₈]·18H₂O为黑色有光泽粉末。

其中，步骤(1)中，反应温度不高于70℃。

其中，步骤(1)中，偏钒酸钾、硫酸、硫酸锰、过硫酸钾的混合质量比为13：1： 1：2。当Mn:V的质量比为1:13时，得到的是橙色晶体，当Mn:V的质量比为1:4时，得到的是金黄色晶体，当Mn:V的质量比为1:6时得到这些产物的混合物。