【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及2-甲氧基-4-甲基苯酚的合成，具體涉及一種用于香蘭素加氫合成2-甲氧基-4-甲基苯酚的雙金屬基催化劑及其制備方法和應用，屬于2-甲氧基-4-甲基苯酚的合成。
技術介紹
1、能源是人類社會賴以生存與發展的物質基礎，隨著社會的發展，不可再生能源大量消耗導致環境污染和能源危機。從生物質中獲取高附加值化學品，是解決當前能源與環境危機的有效途徑，具有十分顯著的經濟效益和生態效益。然而，木質素衍生得到的生物油由于本身高粘度、低燃燒值和腐蝕性強特點，這將限制其在工業上的廣泛應用。催化加氫脫氧是一種有效提升木質素衍生生物油的品質的方式。香蘭素具備多種不同的c-o/c=o鍵（caryl?oh、caryl?och3、calkyl?oar和c=o），是一種典型的木質素衍生的平臺化合物。通過香蘭素的加氫脫氧能制備一系列的高附加值化學品，例如：2-甲氧基-4-甲基苯酚、苯、苯酚等，其中2-甲氧基-4-甲基苯酚是一種高附加值的生物燃料和重要的香料前體，可用于生產具有抗菌和殺蟲特性的香料和藥物。由于通過香蘭素加氫脫氧制備2-甲氧基-4-甲基苯酚的反應過程包括芳環加氫、c=o鍵加氫和含氧官能團的選擇性氫解，因此，通過香蘭素加氫脫氧制備2-甲氧基-4-甲基苯酚的反應過程是具有挑戰性的。
2、近些年一些研究者開發了貴金屬催化劑（例如：au、pt、pd和ru）用于香蘭素加氫脫氧制備2-甲氧基-4-甲基苯酚反應中，貴金屬催化劑展現出優異的催化活性，但其高昂的成本和稀缺的資源極大地限制了其在工業中的大規模應用。因而尋找一種廉價、高活性、高選擇
3、青島科技大學袁冰等人（cn115160111a）公開了一種采用木質素磺酸鈉在水相中一鍋還原的slsre-pd催化劑用于香蘭素加氫脫氧制備2-甲氧基-4-甲基苯酚反應中，盡管2-甲氧基-4-甲基苯酚收率>95.0%，但是催化劑的制備成本較高并且催化劑循環穩定性不夠理想。陜西科技大學吳君等人（cn114656337a）公開了一種中空碳球上負載有金屬co納米顆粒的催化劑（co@nhcs）并用于香蘭素加氫脫氧制備2-甲氧基-4-甲基苯酚反應中。盡管催化劑成本相比于貴金屬催化劑更廉價，但2-甲氧基-4-甲基苯酚的選擇性和收率相對較低。
技術實現思路
1、針對現有技術中，現有香蘭素催化加氫脫氧制備2-甲氧基-4-甲基苯酚存在制備成高、催化穩定性不理想等問題，本專利技術提供了一種用于香蘭素加氫合成2-甲氧基-4-甲基苯酚的雙金屬基催化劑及其制備方法和應用，通過采用自制的碳化鉬（α-moc）負載鈷鐵的雙金屬基催化劑（co-fe/α-moc）能夠在溫和的條件下對香蘭素進行加氫催化，并以較高的反應速率和選擇性制備得到高純度的2-甲氧基-4-甲基苯酚，并且該催化劑還具有優良的循環穩定性，進而可大幅降低生產成本，具有顯著的經濟前景。
2、為實現上述技術目的，本專利技術所采用的技術方案如下所述：
3、根據本專利技術的第一種實施方案，提供一種用于香蘭素加氫合成2-甲氧基-4-甲基苯酚的雙金屬基催化劑：所述雙金屬基催化劑包括載體以及負載在載體上的雙金屬活性組分。所述載體為碳化鉬（α-moc），所述雙金屬活性組分為鈷和鐵。
4、作為優選，在所述雙金屬基催化劑中，鈷的負載量為碳化鉬質量的7~10%，優選為7.5~9%。鐵的負載量為碳化鉬質量的3~6%，優選為4~5%。
5、根據本專利技術的第二種實施方案，提供一種制備用于香蘭素催化加氫合成2-甲氧基-4-甲基苯酚的雙金屬基催化劑的方法或制備如第一種實施方案所述雙金屬基催化劑的方法，所述雙金屬基催化劑是通過以下方法制備得到的：
6、1）將可溶性鈷鹽和可溶性鐵鹽溶于水中得到活性組分前驅體溶液。
7、2）將碳化鉬（α-moc）加入到活性組分前驅體溶液中進行浸漬處理得到催化劑前驅體，
8、3）先將催化劑前驅體依次在惰性氣氛和還原性氣氛下焙燒處理，然后再在惰性氣氛下進行冷卻處理，即可得到目標雙金屬基催化劑。
9、作為優選，所述可溶性鈷鹽包括氯化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷、乙酸鈷中的一種或多種。
10、作為優選，所述可溶性鐵鹽包括氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、硝酸亞鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵中的一種或多種。
11、需要說明的是，所述氯化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷、乙酸鈷、氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、硝酸亞鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵還應當包含它們的水合物，例如氯化鈷應當包括無水二氯化鈷和六水合二氯化鈷。
12、作為優選，所述惰性氣氛為氮氣氣氛和/或氦氣氣氛和/或氬氣氣氛。催化劑前驅體在惰性氣氛中焙燒的溫度為300~600℃，優選為400~500℃。焙燒的時間為0.5~5h，優選為1~4h。
13、作為優選，所述還原性氣氛為氫氣氣氛和/或一氧化碳氣氛。催化劑前驅體在還原性氣氛中焙燒的溫度為300~600℃，優選為400~500℃。焙燒的時間為0.5~5h，優選為1~4h。
14、根據本專利技術的第三種實施方案，提供一種合成2-甲氧基-4-甲基苯酚的方法，該方法具體為：先將香蘭素溶于溶劑中，然后加入如第一種實施方案所述的雙金屬基催化劑或加入如第二種實施方案所述方法制備的雙金屬基催化劑，之后在還原氣氛下進行熱反應得到粗產物，最后將粗產物經過純化處理即得到2-甲氧基-4-甲基苯酚。
15、作為優選，所述雙金屬基催化劑的加入量為香蘭素質量的3~15%，優選為5~12%。
16、作為優選，所述溶劑為有機溶劑，優選所述有機溶劑為1,4-二氧六環（其他有機溶劑（如異丙醇、甘油、乙醇等）也可用于本專利技術，但是這些有機溶劑可能存在會在反應過程中與反應物和產物發生縮合反應的現象）。優選，所述溶劑的用量為香蘭素質量的3~30倍。
17、作為優選，所述熱反應的溫度為80~120℃，優選為90~110℃。所述熱反應的時間為3~12h，優選為5~10h。
18、作為優選，在熱反應過程中，還原氣氛的壓力為0.5~5mpa，優選為1~3mpa；優選，所述還原氣氛為氫氣氣氛。
19、在本專利技術中，創新性的提出了使用一種以碳化鉬（α-moc）為載體負載co-fe的雙金屬基催化劑用于香蘭素加氫脫氧制備2-甲氧基-4-甲基苯酚的構思；通過載體、co-fe雙金屬間的協同效應進而提高催化劑的加氫脫氧活性和催化劑穩定性，進而實現以相對低廉且來源豐富的香蘭素為原料，能夠在溫和的條件下以高轉化率、高選擇性、高穩定性的制備得到高附加值的2-甲氧基-4-甲基苯酚產品，具有成本低、經濟有效、普適性強、環境友好、不腐蝕設備等優勢。
20、在本專利技術中，碳化鉬（α-moc）具備優異的熱穩定性和耐腐蝕性，并且可以與co、fe等金屬之間建立強的電子相本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.用于香蘭素加氫合成2-甲氧基-4-甲基苯酚的雙金屬基催化劑，其特征在于：所述雙金屬基催化劑包括載體以及負載在載體上的雙金屬活性組分；所述載體為碳化鉬，所述雙金屬活性組分為鈷和鐵。
2.根據權利要求1所述的雙金屬基催化劑，其特征在于：在所述雙金屬基催化劑中，鈷的負載量為碳化鉬質量的7~10%，優選為7.5~9%；鐵的負載量為碳化鉬質量的3~6%，優選為4~5%。
3.一種制備用于香蘭素催化加氫合成2-甲氧基-4-甲基苯酚的雙金屬基催化劑的方法或制備如權利要求1或2所述雙金屬基催化劑的方法，其特征在于：所述雙金屬基催化劑是通過以下方法制備得到的：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述可溶性鈷鹽包括氯化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷、乙酸鈷中的一種或多種；和/或
5.根據權利要求3或4所述的方法，其特征在于：所述惰性氣氛為氮氣氣氛和/或氦氣氣氛和/或氬氣氣氛；催化劑前驅體在惰性氣氛中焙燒的溫度為300~600℃，優選為400~500℃；焙燒的時間為0.5~5h，優選為1~4h；和/或
6.一種合成2-甲氧基-4-甲基苯酚的方
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：所述雙金屬基催化劑的加入量為香蘭素質量的3~15%，優選為5~12%。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述溶劑為有機溶劑，優選所述有機溶劑為1,4-二氧六環；優選，所述溶劑的用量為香蘭素質量的3~30倍。
9.根據權利要求6-8中任一項所述的方法，其特征在于：所述熱反應的溫度為80~120℃，優選為90~110℃；所述熱反應的時間為3~12h，優選為5~10h。
10.根據權利要求6-9中任一項所述的方法，其特征在于：在熱反應過程中，還原氣氛的壓力為0.5~5MPa，優選為1~3MPa；優選，所述還原氣氛為氫氣氣氛。
...【技術特征摘要】
1.用于香蘭素加氫合成2-甲氧基-4-甲基苯酚的雙金屬基催化劑，其特征在于：所述雙金屬基催化劑包括載體以及負載在載體上的雙金屬活性組分；所述載體為碳化鉬，所述雙金屬活性組分為鈷和鐵。
2.根據權利要求1所述的雙金屬基催化劑，其特征在于：在所述雙金屬基催化劑中，鈷的負載量為碳化鉬質量的7~10%，優選為7.5~9%；鐵的負載量為碳化鉬質量的3~6%，優選為4~5%。
3.一種制備用于香蘭素催化加氫合成2-甲氧基-4-甲基苯酚的雙金屬基催化劑的方法或制備如權利要求1或2所述雙金屬基催化劑的方法，其特征在于：所述雙金屬基催化劑是通過以下方法制備得到的：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述可溶性鈷鹽包括氯化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷、乙酸鈷中的一種或多種；和/或
5.根據權利要求3或4所述的方法，其特征在于：所述惰性氣氛為氮氣氣氛和/或氦氣氣氛和/或氬氣氣氛；催化劑前驅體在惰性氣氛中焙燒的溫度為300~600℃，優選為400~500℃；焙燒的時間為0.5~5h，優選為1~4h；和/...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮勝，鄭保昌，黃錦梅，陳朗，鐘雪琴，
申請(專利權)人：柯盛新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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