CN114308068A - 环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，所述催化剂包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为1％～19％，助剂的质量百分含量为0.6％～4％；所述助剂为钌、银、钴和锰中的一种或几种。另外，本发明还公开了该催化剂的制备方法和应用。本发明的催化剂催化环己醇转化率≥90％，最高可达95.2％，选择性最高可达93.3％,具有高的反应性能和很好的可重复性。
Description
技术领域
本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
环己酮是一种重要的有机化工原料，主要用于制造己内酰胺和己二酸，并且广泛应用于纤维、合成橡胶、工业涂料、医药、农药和有机溶剂等工业。传统的环己酮生产工艺主要有苯酚加氢法、环己烷液相氧化法、使用Cr(VI)和Mn(V)类无机氧化剂的环己醇氧化法。这些方法存在工艺复杂、收率低、氧化剂危害环境等缺点。
由环己醇制环己酮又分为氧化法和脱氢法。近些年来，国内外利用H2O2做氧化剂，通过相转移催化剂催化或杂多酸为催化剂实现了环己醇氧化制备环己酮的报道很多。然而，其高昂的原料或繁琐的制备工艺使其应用受到限制。H2O2虽然是一种清洁能源，但高浓度的H2O2具有很强的腐蚀性和易爆危险性，因此，寻求安全且成本低廉的催化工艺成为了研究重点。
空气/氧气作为氧化剂具有廉价易得、安全及不产生对环境造成危害的副产物等优点，应用前景十分广阔。近年来，随着绿色化学概念的提出，以空气/氧气为清洁氧源实现醇类的绿色选择性氧化受到了人们极大的关注。在空气气氛下多选用钌金属来催化环己醇的选择性氧化制备环己酮，由于贵金属钌的价格高居不下，寻求低廉金属来实现此类转化意义较大。Fe具有储量丰富、价廉低毒、价态多样的特点，是一种理想的催化剂。随着人们对绿色、高效、高选择性反应的重视，铁催化的偶联反应研究日益增多。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂及其制备方法和应用。该催化剂催化环己醇转化率≥90％，最高可达95.2％，选择性最高可达93.3％,具有高的反应性能和很好的可重复性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，其特征在于，所述催化剂包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为1％～19％，助剂的质量百分含量为0.6％～4％；所述助剂为钌、银、钴和锰中的一种或几种；
所述载体的制备方法包括：将氧化铝加入到碱性水溶液中浸泡1h～2.5h，过滤，干燥，焙烧，得到所述载体。
上述的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，其特征在于，所述催化剂中铁的质量百分含量为5％～10％，助剂的质量百分含量为1.5％～4％。
上述的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，其特征在于，所述催化剂中铁的质量百分含量为8％，助剂的质量百分含量为3％。
上述的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，其特征在于，所述氧化铝的粒径为1.0mm～2.5mm，比表面积为500m2/g～900m2/g；所述碱性水溶液为氨水溶液；所述干燥的温度为70℃～130℃，干燥的时间为2.5h～9h；所述焙烧的温度为300℃～520℃，焙烧的时间为2h～7h。
另外，本发明还提供了一种制备上述催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将可溶性铁化合物溶于水中，然后加入助剂的可溶性盐，搅拌，得到前驱体溶液；
步骤二、将步骤一中所述前驱体溶液超声雾化，得到雾化液滴；
步骤三、将载体加入糖衣机中，然后将步骤二中所述雾化液滴分批加入所述糖衣机中，每次加入后搅拌均匀进行涂覆，每次涂覆后烘干，得到催化剂前驱体；
步骤四、将所述催化剂前驱体在空气气氛下焙烧，得到环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂。
上述的方法，其特征在于，步骤一中所述可溶性铁化合物为九水合硝酸铁，所述助剂的可溶性盐为助剂的氯化物或助剂的硝酸盐。
上述的方法，其特征在于，步骤三中雾化液滴分3～5次加入糖衣机中；步骤三中所述烘干的温度为70℃～130℃，烘干的时间为2.5h～9h；所述焙烧的温度为300℃～520℃，焙烧的时间为2h～7h。
进一步地，本发明提供了一种上述催化剂在催化环己醇空气氧化合成环己酮中的应用。
上述的应用，其特征在于，催化的方法为：将催化剂、溶剂和环己醇加入高压反应釜中，通入压缩空气，150℃～220℃搅拌反应5h～36h，反应完毕后降温泄压。
上述的应用，其特征在于，催化剂和环己醇的质量比为(3～30)：100；所述溶剂为酮类化合物。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明对载体进行预处理，金属组分的前驱体溶液经过超声雾化，均匀分散在载体上，提高了催化剂的分散性和活性。
2、本发明的催化剂制备简单，可操作性强，适合工业化生产，催化剂回收方便，并且可以重复使用，大大降低了催化剂的生产成本。
3、本发明以空气作为氧化剂，符合绿色催化理念，更加环保。
4、本发明的催化剂以铁为主要催化成分，成本更低。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
本实施例的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为8％，助剂的质量百分含量为3％；所述助剂为钌；
所述载体的制备方法包括：将粒径为1.0mm～2.5mm，比表面积为500m2/g～900m2/g的氧化铝加入氨水溶液中浸泡1.5h，过滤后在95℃下干燥3.5h，然后于500℃焙烧5h，得到所述载体。
本实施例的催化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将九水合硝酸铁溶于水中，然后加入氯化钌，搅拌均匀，得到前驱体溶液；
步骤二、将步骤一中所述前驱体溶液超声雾化，得到雾化液滴；
步骤三、将载体加入糖衣机中，然后将步骤二中所述雾化液滴分3次加入所述糖衣机中，每次加入后搅拌均匀进行涂覆，每次涂覆后95℃烘干6h，得到催化剂前驱体；
步骤四、将所述催化剂前驱体在空气气氛下，450℃温度下焙烧5h，得到环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂(8％Fe-3％Ru)/Al2O3。
对比例1
按照实施例1的方法，采用不经处理的氧化铝作为载体制备催化剂。
实施例2
本实施例的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为8％，助剂的质量百分含量为3％；所述助剂为钌和银，催化剂中钌和银的质量百分含量均为1.5％；
所述载体的制备方法包括：将粒径为1.0mm～2.5mm，比表面积为500m2/g～900m2/g的氧化铝加入氨水溶液中浸泡1.5h，过滤后在95℃下干燥3.5h，然后于500℃焙烧5h，得到所述载体。
本实施例的催化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将九水合硝酸铁溶于水中，然后加入氯化钌和硝酸银，搅拌均匀，得到前驱体溶液；
步骤二、将步骤一中所述前驱体溶液超声雾化，得到雾化液滴；
步骤三、将载体加入糖衣机中，然后将步骤二中所述雾化液滴分3次加入所述糖衣机中，每次加入后搅拌均匀进行涂覆，每次涂覆后95℃烘干2.5h，得到催化剂前驱体；
步骤四、将所述催化剂前驱体在空气气氛下，500℃温度下焙烧5h，得到环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂(8％Fe-1.5％Ru-1.5％Ag)/Al2O3。
对比例2
按照实施例2的方法，采用不经处理的氧化铝作为载体制备催化剂。
实施例3
本实施例的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为8％，助剂的质量百分含量为3％；所述助剂为钌和钴，催化剂中钌和钴的质量百分含量均为1.5％；
所述载体的制备方法包括：将粒径为1.0mm～2.5mm，比表面积为500m2/g～900m2/g的氧化铝加入氨水溶液中浸泡1.5h，过滤，95℃干燥3.5h，500℃焙烧5h，得到所述载体。
本实施例的催化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将九水合硝酸铁溶于水中，然后加入氯化钌和硝酸钴，搅拌均匀，得到前驱体溶液；
步骤二、将步骤一中所述前驱体溶液超声雾化，得到雾化液滴；
步骤三、将载体加入糖衣机中，然后将步骤二中所述雾化液滴分3次加入所述糖衣机中，每次加入后搅拌均匀进行涂覆，每次涂覆后95℃烘干8h，得到催化剂前驱体；
步骤四、将所述催化剂前驱体在空气气氛下，500℃温度下焙烧5h，得到环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂(8％Fe-1.5％Ru-1.5％Co)/Al2O3。
对比例3
按照实施例3的方法，采用不经处理的氧化铝作为载体制备催化剂。
实施例4
本实施例的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为8％，助剂的质量百分含量为3％；所述助剂为钌和锰，催化剂中钌和锰的质量百分含量均为1.5％；
所述载体的制备方法包括：将粒径为1.0mm～2.5mm，比表面积为500m2/g～900m2/g的氧化铝加入氨水溶液中浸泡1h，过滤，95℃干燥3.5h，500℃焙烧5h，得到所述载体。
本实施例的催化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将九水合硝酸铁溶于水中，然后加入氯化钌和四水合硝酸锰，搅拌均匀，得到前驱体溶液；
步骤二、将步骤一中所述前驱体溶液超声雾化，得到雾化液滴；
步骤三、将载体加入糖衣机中，然后将步骤二中所述雾化液滴分4次加入所述糖衣机中，每次加入后搅拌均匀进行涂覆，每次涂覆后95℃烘干5h，得到催化剂前驱体；
步骤四、将所述催化剂前驱体在空气气氛下，500℃温度下焙烧5h，得到环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂(8％Fe-1.5％Ru-1.5％Mn)/Al2O3。
对比例4
按照实施例4的方法，采用不经处理的氧化铝作为载体制备催化剂。
实施例5
本实施例的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为8％，助剂的质量百分含量为1.5％；所述助剂为钌和钴，催化剂中钌的质量百分含量为1％，催化剂中钴的质量百分含量为0.5％；
所述载体的制备方法包括：将粒径为1.0mm～2.5mm，比表面积为500m2/g～900m2/g的氧化铝加入氨水溶液中浸泡1h，过滤，70℃干燥9h，300℃焙烧7h，得到所述载体。
本实施例的催化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将九水合硝酸铁溶于水中，然后加入氯化钌和氯化钴，搅拌均匀，得到前驱体溶液；
步骤二、将步骤一中所述前驱体溶液超声雾化，得到雾化液滴；
步骤三、将载体加入糖衣机中，然后将步骤二中所述雾化液滴分3次加入所述糖衣机中，每次加入后搅拌均匀进行涂覆，每次涂覆后100℃烘干6h，得到催化剂前驱体；
步骤四、将所述催化剂前驱体在空气气氛下，520℃温度下焙烧2h，得到环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂(8％Fe-1％Ru-0.5％Co)/Al2O3。
对比例5
按照实施例5的方法，采用不经处理的氧化铝作为载体制备催化剂。
实施例6
本实施例的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为8％，助剂的质量百分含量为3.5％；所述助剂为钌、钴和锰，催化剂中钌的质量百分含量为1％，钴的质量百分含量为0.5％，锰的质量百分含量为2％；
所述载体的制备方法包括：将粒径为1.0mm～2.5mm，比表面积为500m2/g～900m2/g的氧化铝加入氨水溶液中浸泡1.5h，过滤，95℃干燥3.5h，500℃焙烧5h，得到所述载体。
本实施例的催化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将九水合硝酸铁溶于水中，然后加入助剂的可溶性盐，搅拌，得到前驱体溶液；所述助剂的可溶性盐为助剂的氯化物或助剂的硝酸盐；
步骤二、将步骤一中所述前驱体溶液超声雾化，得到雾化液滴；
步骤三、将载体加入糖衣机中，然后将步骤二中所述雾化液滴分5次加入所述糖衣机中，每次加入后搅拌均匀进行涂覆，每次涂覆后70℃烘干9h，得到催化剂前驱体；
步骤四、将所述催化剂前驱体在空气气氛下，500℃温度下焙烧5h，得到环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂(8％Fe-1％Ru-0.5％Co-2％Mn)/Al2O3。
对比例6
按照实施例6的方法，采用不经处理的氧化铝作为载体制备催化剂。
实施例7
本实施例的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为5％，助剂的质量百分含量为3.5％；所述助剂为钌、钴和锰，催化剂中钌的质量百分含量为1％，钴的质量百分含量为0.5％，锰的质量百分含量为2％；
所述载体的制备方法包括：将粒径为1.0mm～2.5mm，比表面积为500m2/g～900m2/g的氧化铝加入氨水溶液中浸泡1.5h，过滤，130℃干燥2.5h，520℃焙烧2h，得到所述载体。
本实施例的催化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将九水合硝酸铁溶于水中，然后加入氯化钌、硝酸钴和硝酸锰，搅拌，得到前驱体溶液；
步骤二、将步骤一中所述前驱体溶液超声雾化，得到雾化液滴；
步骤三、将载体加入糖衣机中，然后将步骤二中所述雾化液滴分3次加入所述糖衣机中，每次加入后搅拌均匀进行涂覆，每次涂覆后130℃烘干2.5h，得到催化剂前驱体；
步骤四、将所述催化剂前驱体在空气气氛下，300℃温度下焙烧7h，得到环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂(5％Fe-1％Ru-0.5％Co-2％Mn)/Al2O3。
对比例7
按照实施例7的方法，采用不经处理的氧化铝作为载体制备催化剂。
实施例8
本实施例的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为19％，助剂的质量百分含量为3.5％；所述助剂为钌、钴和锰，催化剂中钌的质量百分含量为1％，钴的质量百分含量为0.5％，锰的质量百分含量为2％；
所述载体的制备方法包括：将粒径为1.0mm～2.5mm，比表面积为500m2/g～900m2/g的氧化铝加入氨水溶液中浸泡1h，过滤，90℃干燥3h，500℃焙烧5h，得到所述载体。
本实施例的催化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将九水合硝酸铁溶于水中，然后加入氯化钌、氯化钴和硝酸锰，搅拌，得到前驱体溶液；
步骤二、将步骤一中所述前驱体溶液超声雾化，得到雾化液滴；
步骤三、将载体加入糖衣机中，然后将步骤二中所述雾化液滴分3次加入所述糖衣机中，每次加入后搅拌均匀进行涂覆，每次涂覆后100℃烘干2.5h，得到催化剂前驱体；
步骤四、将所述催化剂前驱体在空气气氛下，500℃温度下焙烧5h，得到环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂(19％Fe-1％Ru-0.5％Co-2％Mn)/Al2O3。
对比例8
按照实施例8的方法，采用不经处理的氧化铝作为载体制备催化剂。
实施例9
本实施例的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为10％，助剂的质量百分含量为4％；所述助剂为钌、钴和锰，催化剂中钌的质量百分含量为0.5％，钴的质量百分含量为0.5％，锰的质量百分含量为3％；
所述载体的制备方法包括：将粒径为1.0mm～2.5mm，比表面积为500m2/g～900m2/g的氧化铝加入氨水溶液中浸泡1.5h，过滤，90℃干燥3h，500℃焙烧5h，得到所述载体。
本实施例的催化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将九水合硝酸铁溶于水中，然后加入氯化钌、氯化钴和硝酸锰，搅拌，得到前驱体溶液；
步骤二、将步骤一中所述前驱体溶液超声雾化，得到雾化液滴；
步骤三、将载体加入糖衣机中，然后将步骤二中所述雾化液滴分3次加入所述糖衣机中，每次加入后搅拌均匀进行涂覆，每次涂覆后100℃烘干3h，得到催化剂前驱体；
步骤四、将所述催化剂前驱体在空气气氛下，500℃温度下焙烧5h，得到环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂(10％Fe-0.5％Ru-0.5％Co-3％Mn)/Al2O3。
对比例9
按照实施例9的方法，采用不经处理的氧化铝作为载体制备催化剂。
实施例10
本实施例的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为10％，助剂的质量百分含量为3.5％；所述助剂为钌、钴和锰，催化剂中钌的质量百分含量为1％，钴的质量百分含量为0.5％，锰的质量百分含量为2％；
所述载体的制备方法包括：将粒径为1.0mm～2.5mm，比表面积为500m2/g～900m2/g的氧化铝加入氨水溶液中浸泡2.5h，过滤，90℃干燥3.5h，500℃焙烧5h，得到所述载体。
本实施例的催化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将九水合硝酸铁溶于水中，然后加入氯化钌、氯化钴和硝酸锰，搅拌，得到前驱体溶液；
步骤二、将步骤一中所述前驱体溶液超声雾化，得到雾化液滴；
步骤三、将载体加入糖衣机中，然后将步骤二中所述雾化液滴分3次加入所述糖衣机中，每次加入后搅拌均匀进行涂覆，每次涂覆后100℃烘干4h，得到催化剂前驱体；
步骤四、将所述催化剂前驱体在空气气氛下，500℃温度下焙烧3h，得到环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂(10％Fe-1％Ru-0.5％Co-2％Mn)/Al2O3。
对比例10
按照实施例10的方法，采用不经处理的氧化铝作为载体制备催化剂。
实施例11
本实施例的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为1％，助剂的质量百分含量为0.6％；所述助剂为钌、银、钴和锰，催化剂中钌的质量百分含量为0.2％，银的质量百分含量为0.2％，钴的质量百分含量为0.1％，锰的质量百分含量为0.1％；
所述载体的制备方法包括：将粒径为1.0mm～2.5mm，比表面积为500m2/g～900m2/g的氧化铝加入氨水溶液中浸泡1.5h，过滤后在95℃下干燥3.5h，然后于500℃焙烧5h，得到所述载体。
本实施例的催化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将九水合硝酸铁溶于水中，然后加入氯化钌，搅拌均匀，得到前驱体溶液；
步骤二、将步骤一中所述前驱体溶液超声雾化，得到雾化液滴；
步骤三、将载体加入糖衣机中，然后将步骤二中所述雾化液滴分3次加入所述糖衣机中，每次加入后搅拌均匀进行涂覆，每次涂覆后95℃烘干6h，得到催化剂前驱体；
步骤四、将所述催化剂前驱体在空气气氛下，450℃温度下焙烧5h，得到环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂(1％Fe-0.2％Ru-0.2％Ag-0.1％Co-0.1％Mn)/Al2O3。
对比例11
不含有助剂，其他同实施例1，8％Fe/Al2O3催化剂。
对比例12
载体的焙烧温度为800℃，其他同实施例1。
对比例13
载体的焙烧温度为800℃，催化剂前驱体焙烧温度为600℃，其他同实施例1。
实施例12
采用本发明催化剂催化环己醇空气氧化合成环己酮的方法为：将催化剂、溶剂和环己醇加入高压反应釜中，通入压缩空气，180℃搅拌反应20h，反应完毕后降温泄压；催化剂和环己醇的质量比为10：100，所述溶剂为酮类化合物。
实施例13
采用本发明催化剂催化环己醇空气氧化合成环己酮的方法为：将催化剂、溶剂和环己醇加入高压反应釜中，通入压缩空气，150℃搅拌反应36h，反应完毕后降温泄压；催化剂和环己醇的质量比为3：100，所述溶剂为酮类化合物。
实施例14
采用本发明催化剂催化环己醇空气氧化合成环己酮的方法为：将催化剂、溶剂和环己醇加入高压反应釜中，通入压缩空气，220℃搅拌反应5h，反应完毕后降温泄压；催化剂和环己醇的质量比为30：100，所述溶剂为酮类化合物。
分别采用实施例1-11，对比例1-13的催化剂催化环己醇空气氧化合成环己酮，具体方法为：将5g催化剂、50g丙酮和50g环己醇加入反应釜中，通入1MPa空气，180℃搅拌反应20h，反应完毕，降至室温后泄压，取反应液进色谱算产率和转化率。结果见表1。
表1实施例1-11和对比例1-13的评价结果
根据表1，实施例1～11各催化剂对应催化环己醇转化率≥90％，最高可达95.2％，选择性最高可达93.3％,具有高的反应性能。
催化剂稳定性能测试：回收催化剂，进行催化氧化重复性试验来检测催化剂的稳定性，试验结果见表2。
表2不同催化剂重复催化氧化反应的平行评价结果
从表2中可以明显看出，本发明提供的催化剂性能稳定，具有很好的可重复性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，其特征在于，所述催化剂包括载体和负载在载体上的金属组分；所述金属组分包括铁和助剂，催化剂中铁的质量百分含量为1％～19％，助剂的质量百分含量为0.6％～4％；所述助剂为钌、银、钴和锰中的一种或几种；
所述载体的制备方法包括：将氧化铝加入到碱性水溶液中浸泡1h～2.5h，过滤，干燥，焙烧，得到所述载体。
2.根据权利要求1所述的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，其特征在于，所述催化剂中铁的质量百分含量为5％～10％，助剂的质量百分含量为1.5％～4％。
3.根据权利要求1所述的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，其特征在于，所述催化剂中铁的质量百分含量为8％，助剂的质量百分含量为3％。
4.根据权利要求1所述的环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂，其特征在于，所述氧化铝的粒径为1.0mm～2.5mm，比表面积为500m2/g～900m2/g；所述碱性水溶液为氨水溶液；所述干燥的温度为70℃～130℃，干燥的时间为2.5h～9h；所述焙烧的温度为300℃～520℃，焙烧的时间为2h～7h。
5.一种制备如权利要求1至4中任一权利要求所述催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将可溶性铁化合物溶于水中，然后加入助剂的可溶性盐，搅拌，得到前驱体溶液；
步骤二、将步骤一中所述前驱体溶液超声雾化，得到雾化液滴；
步骤三、将载体加入糖衣机中，然后将步骤二中所述雾化液滴分批加入所述糖衣机中，每次加入后搅拌均匀进行涂覆，每次涂覆后烘干，得到催化剂前驱体；
步骤四、将所述催化剂前驱体在空气气氛下焙烧，得到环己醇空气氧化合成环己酮用催化剂。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤一中所述可溶性铁化合物为九水合硝酸铁，所述助剂的可溶性盐为助剂的氯化物或助剂的硝酸盐。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤三中雾化液滴分3～5次加入糖衣机中；步骤三中所述烘干的温度为70℃～130℃，烘干的时间为2.5h～9h；所述焙烧的温度为300℃～520℃，焙烧的时间为2h～7h。
8.一种如权利要求1至4中任一权利要求所述催化剂在催化环己醇空气氧化合成环己酮中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，催化的方法为：将催化剂、溶剂和环己醇加入高压反应釜中，通入压缩空气，150℃～220℃搅拌反应5h～36h，反应完毕后降温泄压。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，催化剂和环己醇的质量比为(3～30)：100；所述溶剂为酮类化合物。
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