本发明涉及一种稀土二维层状催化材料的合成与环己烷氧化应用，具体为从环己烷氧化转化生成环己醇和环己酮的应用，即从环己烷出发一步合成环己醇和环己酮。
背景技术：
1、环己烷选择性地氧化生成环己酮(c6h10o)和环己醇(c6h11oh)，在工业生产中具有重要意义。其次，生成的ka油(k为c6h10o和a为c6h11oh)为制备己内酰胺和己二酸的重要前体。另外，生成的己二酸是制备尼龙-6和尼龙-66的重要前驱体[angew.chem.int.ed.2018,57,11238-11241.]。环己烷分子具有高的对称性结构、具有弱的极化能力以及较高的c-h键的键能。目前，在热催化环己烷氧化反应中，环己烷转化生成ka油具有苛刻的反应条件，比如，在反应釜中高温的反应条件(403-433k)[chem.rev.2007,107,3800-3842.]、高压的反应环境(1-2mpa)[acs catal.2014,4,328-336.]，并且该反应具有较低的ka油收率(＜15％)[j.catal.2001,204,440-449.]以及ka油选择性(＜50％)[angew.chem.int.ed.2021,60,4712-4719.]。因此，制备有效地催化环己烷氧化反应的催化剂是迫在眉睫的。
2、近年来，一些过渡金属催化剂，比如，tio2[phys.chem.chem.phys.2011,13,1345-1355.]，mnapo-5[j.catal.2006,239,390-401.]，wo3修饰的碳量子点[appl.catal.b,2019,259,118063.]，au-cu修饰的al2o3[j.energy chem.2022,70,45-51.]，sapo-34负载的cuo团簇[angew.chem.int.ed.2022,59,2606,2611.]，biobr/tio2[angew.chem.int.ed.2013,53,1035-1039.]和co3o4[acs catal.2012,2,2409-2423.]已经被广泛应用于环己烷氧化。然而，归因于活性组分的浸出效应使这些材料在实验室和工业生产中具有少量的吸引力。因此，发展一种有效的、稳定的且具有可控制备步骤的催化剂是紧迫的。另外，铈基催化剂，比如，cealpo-5[green chem.2006,8,459-466.]，ceo2[j.phys.chem.c 2012,115,7628-7637.]，mn0.5ce0.5ox[nat.commun.2015,6,8446.]以及铈基金属有机框架材料[acs catal.2020,10,7820-7825.]由于存在氧化活性金属ce以及表面活性氧空位被宽泛地应用于环己烷氧化。与此同时，铈基载体与金属原子间存在的相互作用，能够缓解过渡金属烧结现象。中国专利cn 112717957a公开了一种稀土层状热催化材料，材料的化学式为：rea(oh)b(so4)c·xh2o，其中，re代表稀土元素，a和c的取值范围为1-4，b的取值范围为1-6，x的取值范围为0-3。其结构如附图1所示。同时，该专利还提供了上述稀土层状热催化材料在催化以生物质发酵获得的乙醇为原料直接制备芳香化合物中的应用。但是，该专利中并未涉及将具有较高ce3+含量的该铈基催化剂应用于环己烷氧化。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种稀土金属二维层状材料的应用，提高环己烷的转化率，提高ka油的产率，为在工业生产中提高ka油的产率提供解决思路，为后续地转化生成己内酰胺、己二酸、尼龙-6以及尼龙-66提供可行性方法。
2、本发明提供了一种催化环己烷氧化生成ka油的稀土金属二维层状材料的应用，该材料的化学式为rea(oh)b(so4)c·xh2o，其中re代表稀土元素，a和c的取值范围为1-4，b的取值范围为1-6，x的取值范围为0-3。稀土元素代表钇y、镧la和铈ce。
3、稀土金属氢氧化物的结构为：re3+的配位数为9，每个re3+与9个氧原子配位，其中三个氧原子来自于羟基物种，其余6个氧原子来自于硫酸根离子，且每个硫酸根离子都与金属离子配位。
4、可选地，所描述的稀土金属氢氧化物材料具有re(oh)so4·xh2o层状结构，x＝0-3。
5、本发明提供了上述稀土金属二维层状材料在催化环己烷氧化制备生成ka油的应用。具体应用方法包括的步骤为：
6、1)将稀土金属二维层状材料放入反应釜，进行密封；
7、2)充气和放气三次，充入反应釜压力为10-50mpa的25％o2/n2，然后密封反应釜，将反应釜的温度设置在100-160℃进行反应，反应时间0.5-15h。
8、3)将生成的产物采用气相色谱-质谱和气相色谱技术分别进行定量和定性分析。
9、4)在上述应用中，一次催化反应中稀土金属二维层状材料的用量可在较宽范围内进行优化。稀土层状金属氢氧化物的用量为0.005-0.2g，优选为0.01-0.1g。
10、本发明提供了一类稀土金属二维层状材料的合成和应用。本发明中的化学式为rea(oh)b(so4)c·xh2o，x＝0-3类层状金属二维材料，本发明侧重将此种稀土金属二维层状材料应用于催化领域以及着重讨论了其在催化环己烷氧化制备ka油的应用效果，为稀土材料在催化转化领域的应用提供了新思路。
11、本发明采用稀土金属二维层状材料催化环己烷转化生成ka油，通过温度为100-160℃的反应环境，在0.25-1.25mpa的氧气压力下进行环己烷的定向催化转化。其中环己烷的转化率趋近10％，ka油的选择性趋近77％。取得了意想不到的技术效果。这种以可控合成的材料催化环己烷氧化的工艺，具有可控的材料制备、温和的反应条件且产率高的优点。
1.一种稀土二维层状催化材料在环己烷氧化方面的应用，该稀土二维层状催化材料的化学式为：rea(oh)b(so4)c·xh2o，其中，re代表稀土元素，a和c的取值范围为1-4，b的取值范围为1-6，x的取值范围为0-3；
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于该稀土二维层状材料的化学式为：re(oh)(so4)·xh2o，x＝0-3。
3.根据权利1或2所述的应用，其特性在于：用于催化环己烷氧化生成ka油。
4.根据权利1所述的应用，其特征在于：所述的应用包括的步骤：
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述的稀土层状热催化材料的用量为0.005-0.2g。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于所述的稀土层状热催化材料的用量为0.01-0.1g。
