一种石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106861696A(43)申请公布日2017.06.20(21)申请号201710052026.4(22)申请日2017.01.18(71)申请人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号(72)发明人戴立言李启晨张玲玲王晓钟陈英奇(74)专利代理机构杭州之江专利事务所(普通合伙)33216代理人张勋斌(51)Int.Cl.B01J23/745(2006.01)C07C45/29(2006.01)C07C47/54(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开一种石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂及其制备方法和应用，该催化剂的制备方法如下：通过Hummers法制备的氧化石墨加入极性溶剂超声剥离得到氧化石墨烯，再加入九水合硝酸铝和铁盐以及含氮试剂继续超声分散，然后加入1-甲基-2-吡咯烷酮，将反应液转移至高压反应釜加热反应，再通过管式炉热处理得到石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂。采用本发明制备的石墨烯负载铁铝磁性催化剂催化氧化苯甲醇生成苯甲醛，反应所需时间短，转化率80％以上，选择性99％，又因其特殊的磁性，在外加磁场的作用下，可与反应体系分离，降低反应液与催化剂的分离成本，从而能降低生产成本。并且循环使用性能好，适宜工业化生产。CN106861696ACN106861696A权利要求书1/1页1.一种石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂的制备方法，其特征在于，包括：(1)将氧化石墨分散于极性溶剂中超声剥离1～10小时，然后加入九水合硝酸铝、铁盐和含氮试剂继续超声分散1～10小时，再加入1-甲基-2-吡咯烷酮，得到的混合液在高压反应釜中加热进行反应，反应结束后，经过冷却、离心分离、洗涤和干燥得到催化剂前体；(2)在管式炉中将步骤(1)得到的催化剂前体进行热处理，得到所述的石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂。2.根据权利要求1所述的石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂的制备方法，其特征在于，所述的氧化石墨采用Hummers法制备得到。3.根据权利要求1所述的石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，反应温度为300-600℃，反应时间为8-20小时。4.根据权利要求1所述的石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所用九水合硝酸铝、铁盐、含氮试剂、1-甲基-2-吡咯烷酮与氧化石墨的重量比为(5-15)：(5-12)：(8-20)：(15-25)：1。5.根据权利要求1或4所述的石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的铁盐为氯化铁、硝酸铁或者醋酸铁；所述的极性溶剂为乙二醇、水、碳酸丙二酯、NMP或DMF；所述的含氮试剂为尿素、三聚氰胺、邻苯二甲酰亚胺、N-甲基-N-乙基对甲苯胺、N-乙基-N-叔丁基乙酰胺、N-甲基甲酰胺或氯化三乙胺。6.根据权利要求1所述的石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的热处理的温度为300-600℃，热处理的时间为2-8小时。7.一种由权利要求1～6任一项所述的制备方法得到的石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂。8.一种苯甲醛的制备方法，其特征在于，包括：在权利要求7所述的石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂的作用下，以双氧水作为氧化剂，苯甲醇在乙腈中进行氧化反应，反应结束后经过后处理得到所述的苯甲醛。9.根据权利要求8所述的苯甲醛的制备方法，其特征在于，所述的氧化反应的温度为60-100℃，反应时间为4-8小时。10.根据权利要求8所述的苯甲醛的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂、乙腈与苯甲醇的重量比1：(10-20)：(4-10)。2CN106861696A说明书1/4页一种石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于精细化工领域，具体涉及一种石墨烯负载铁铝复合磁性催化剂、其制备方法以及在催化氧化制备苯甲醛中的应用。背景技术[0002]苯甲醛是一种十分重要的精细化工中间体，广泛应用在医药，农药，化妆品等领域。目前苯甲醛的制备方法主要是以甲苯为原料的氯化水解法、气相氧化法和液相氧化法。氯化水解法是目前工业上制备苯甲醛最常用的方法之一，甲苯在适当条件下进行侧链氯化，再经酸性或碱性水解及精馏可得苯甲醛，苯甲酸则是该过程主要的副产物。该方法反应过程长而复杂，反应条件难控制，对设备要求高，污染性大，不符合绿色化学和可持续发展的要求。又由于其产品含氯，所以极大程度的限制了该方法制备的苯甲醛在化妆品，医药等精细化工行业的应用。[0003]甲苯的气相催化氧化制苯甲醛属于多相催化过程，甲苯气相氧化所用催化剂主要是金属氧化物，包括简