一种高稳定双活性组分钛基复合金属氧化物及其制备方法

摘要

本发明提供了一种高稳定含双活性组分钛基复合金属氧化物及其制备方法。根据层状复合金属氢氧化物(LDHs)具有结构可设计性和层板组成可调变性的特点，以镁铝钛三元水滑石为插层前体，通过超分子插层将含钼、钨、钒的过渡金属酸根离子引入插层前体中，制得层间含MoO₄^2-、VO₃^-或WO₄^2-的LDHs材料，再将其在高温下焙烧可制得高稳定的含双活性组分钛基复合金属氧化物Ti-M-O/MgO(MgAl₂O₄)，其中M＝Mo、W或V。该钛基复合金属氧化物作为固载化多相催化剂应用于丙烯环氧化反应具有高的活性和选择性。

主权项

1.一种高稳定双活性组分钛基复合金属氧化物的制备方法，具体制备步骤如下：A.用盐酸和去离子水配制质量百分含量为30％-60％的盐酸溶液，分别向该盐酸溶液中加入TiCl4溶液、可溶性无机镁盐和可溶性无机铝盐，配制混合盐溶液，其中各种金属离子的摩尔浓度分别为Ti4+：0.01-0.05 mol/L，Mg2+：0.1-0.5 mol/L，Al3+：0.02-0.4mol/L；所述可溶性无机镁盐为硝酸镁、氯化镁或硫酸镁中的任意一种；可溶性无机铝盐为硝酸铝、硫酸铝或氯化铝中的任意一种；将氢氧化钠和可溶性无机钠盐溶于去离子水中配制混合碱性溶液，其中氢氧化钠摩尔浓度为1.0～2.5 mol/L，钠盐摩尔浓度为0.5～1.7 mol/L；所述可溶性无机钠盐为硝酸钠或氯化钠中的任意一种；B.在N2保护的条件下，将混合碱性溶液缓慢滴加到混合盐溶液中，当体系中的pH值达到8～11时，停止滴加混合碱溶液，20～80℃水浴中，晶化2～24h，过滤，用去离子水洗涤至洗涤液呈中性，40-70℃下干燥12-24h得到阴离子为Cl-、NO3 -或SO4 2- 的Mg2+-Al3+-Ti4+型层状复合金属氢氧化物层状前体，简写为Ti-A1-LDHs，其中A1为Cl-、NO3 -或SO4 2-中的任意一种；C.将上述Ti-A1-LDHs前体粉末溶于去离子水中形成前体悬浮液，前体粉末与去离子水的比例为0.005～0.02g/ml；分别用Na2MoO4·2H2O、NaVO3·2H2O或Na2WO4·2H2O与去离子水配制含MoO4 2-、VO3 -或WO4 2-的盐溶液，其中各种金属盐溶液的摩尔浓度分别为MoO4 2-：0.03～0.14 mol/L，VO3 -：0.07～0.28 mol/L，WO4 2-：0.03～0.14 mol/L；在N2保护下将盐溶液中的一种缓慢滴加入前体悬浮液中，并同时滴加0.1 mol/L的HNO3控制pH值在4～7之间，20～80℃下反应4～12h，过滤，用去离子水洗涤至pH值为7，于40～70℃下干燥12～24h后得到含过渡金属酸根离子的Mg2+-Al3+-Ti4+型层状复合金属氢氧化物超分子层状前体，简写为Ti-A2-LDHs，其中A2 为MoO4 2-、VO3 -或WO4 2-中的任意一种；步骤A、B和C中所用的去离子水均为通过N2的去离子水；D.将步骤C制备得到的Ti-A2-LDHs置于马弗炉中，以2～15℃/min的速率升温至300～900℃，保温2～12h，然后自然冷却至室温，得到高稳定双活性组分钛基复合金属氧化物Ti-M-O/MgO(MgAl2O4)，其中M为Mo、W或V中的任意一种。