一种丙烷选择氧化制备丙烯酸所用催化剂及其制备方法

摘要

本发明涉及一种丙烷选择氧化法制备丙烯酸所用复合金属氧化物型催化剂及其该催化剂的制备方法。该催化剂通式表示为MoVTeNbO，其中Mo、V、Te、Nb为活性组分，四种金属元素及其氧的原子摩尔比分别为1：(0.1～1.0)：(0.2～1.0)：(0.2～0.9)：(20～60)。采用该催化剂制备丙烯酸时丙烷的转化率及丙烯酸的单程收率高，并提供了用模板合成方法制备具有周期性排列的有序结构的丙烷选择氧化制丙烯酸复合金属氧化物催化剂的方法，用该方法制备的催化剂具有良好的可控制性，可利用其空间限制作用和模板剂的调试作用对复合催化剂材料的大小、形貌、结构和排布等进行控制，该催化剂颗粒小、催化活性高。

主权项

一种丙烷选择氧化法制备丙烯酸所用催化剂的制备方法，包括如下步骤，所采用的丙烷选择氧化法制备丙烯酸所用催化剂的通式表示为MoVTeNbO，其中Mo、V、Te、Nb为活性组分，四种金属元素及其氧的原子摩尔比分别为1：(0.1～1.0)：(0.2～1.0)：(0.2～0.9)：(20～60)；上述各原料按重量份配比：a、在恒温水浴上放置一个三口烧瓶，分别接电动搅拌器、冷凝装置、恒压漏斗；取100份～1000份去离子水，加入三口烧瓶中，并使恒温水浴的温度升到50～90℃，然后加入0.15份～0.26份的乳化剂苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠，加入缓冲剂碳酸氢钠0.1份～0.5份，打开电动搅拌器，使其混合均匀，5～30分钟后，用恒压漏斗加入10份～50份模板剂单体，反应3～6小时后，加入引发剂过硫酸钾0.1份～0.5份，聚合反应18～24小时，得到单分散性较好的乳胶球模板乳液；所述的模板剂单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯中的一种，对应得到的乳胶球模板依次为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯酸乙酯；b、称取2.0份～6.0份无水草酸溶于盛有100毫升去离子水的烧瓶中，搅拌，水浴加热40～60℃；待无水草酸完全溶解后，加入0.5份～3.0份氢氧化铌，继续搅拌，降温至25～40℃，得到无色溶液①；称取8.0份～40.0份钼酸铵溶于盛有100份去离子水的烧瓶中，搅拌，水浴加热60～80℃，得无色溶液；加入1.0份～7.0份偏钒酸铵，溶液变为橙黄色，继续搅拌，水浴加热60～80℃；再加入1.5份～6.0份碲酸，得到红色溶液②；在不断搅拌下，将溶液②加入溶液①中，混合均匀后调节pH值为4～8，形成Mo‑V‑Te‑Nb‑O复合金属氧化物溶胶；c、在磁力搅拌下，将复合金属氧化物溶胶缓慢加入到步骤a中得到的乳胶球模板乳液中；然后将混合液在室温下磁力搅拌1～3小时；然后，在真空干燥箱中110～140℃干燥8～18h，将干燥后的样品进行煅烧，具体的是以2～5℃/min的升温速率升温至200～300℃，在200‑300℃时恒温1～3 h，再以5～10℃/min的升温速率升温至500～700℃，在500～700℃时恒温3～8 h，使乳胶球模板完全分解，得到多孔性、分布规整的Mo‑V‑Te‑Nb‑O丙烷选择氧化法制备丙烯酸所用催化剂。