一种钒磷氧催化剂,其制备方法及应用与流程

文档序号:11103087阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种钒磷氧催化剂,其特征在于:所述钒磷氧催化剂中(VO)2P2O7以体积计其含量为80%~95%,所述钒磷氧催化剂具有孔径为10~20nm和20~35nm的双重孔道分布,其中10~20nm的孔道占总孔容29%~36%,20~35nm的孔道占总孔容的34%~45%。

2.按照权利要求1所述的钒磷氧催化剂,其特征在于:钒磷氧催化剂中磷与钒的摩尔比是0.85~1.35,其比表面积为42~64m2/g,孔容为0.04~0.1mL/g。

3.按照权利要求1所述的钒磷氧催化剂,其特征在于:所述钒磷氧催化剂中还包括金属氧化物,所述金属氧化物选自Co、Ni、Zn、Bi、Zr、Cu、Li、K、Ca、Mg、Ti、La、Mo、Nb、B、Fe、Cr和Ce的稳定氧化物中的至少一种,所述金属氧化物中金属元素与V的摩尔比为0.001~0.2。

4.一种权利要求1~3任意一项所述的钒磷氧催化剂的制备方法,其特征在于包括如下内容:

(1)将M1和M2加入水中,搅拌,加热,恒温反应,反应结束后,冷却,离心,过滤,得到离子液体I;

将M3和M4混合,恒温反应,得到中间产物,将其冷却、洗涤、干燥后加入到丙酮中,再加入M1,室温搅拌反应,抽滤,洗涤,洗涤液与滤液合并,用无水MgSO4干燥过夜,旋转蒸发出丙酮和水分,得到离子液体Ⅱ;

(2)将五氧化二钒加入到离子液体I中,进行加热,95~130℃回流反应2~4h,然后向反应体系中滴加浓磷酸,继续反应4~6h,然后加入离子液体II回流反应4~8h,反应结束后,经过滤、干燥和焙烧,得到钒磷氧催化剂前驱体;

(3)钒磷氧催化剂前驱体经先活化、后成型,或者经先成型、后活化的处理得到所述钒磷氧催化剂;

若钒磷氧催化剂中包括金属氧化物,所述金属氧化物可通过以下三种方式引入:Ⅰ在步骤(2)中,将金属的可溶性盐与五氧化二钒一起加入至离子液体I中;Ⅱ在钒磷氧催化剂成型前或成型过程引入;Ⅲ在钒磷氧催化剂成型后,以浸渍方式引入;

所述M1为四氟硼酸铵、四氟硼酸钠、四氟硼酸钾、六氟磷酸铵、六氟磷酸钠或六氟磷酸钾中的至少一种;

所述M2具有通式为(R1R2R3R4)N+Z-的结构,其中R1、R2、R3和R4分别独立地选自H或C1~C4的烷基,且R1、R2、R3和R4的C原子之和≤4,Z为卤素;

所述M3为咪唑、烷基咪唑、吡啶、烷基吡啶中的至少一种;

所述M4为卤代烷基醇,具有通式为Z(CH2)nCH2OH、Z(CH2)nCHOHCH2OH或Z(CH2)nCHOHCH2CH2OH的结构,其中n为0~9的整数,Z为卤素,为F、Cl或Br中的一种。

5.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:步骤(1)中M1与M2的摩尔比为1:1~1:2,反应温度为60~150℃,恒温反应时间为1~4h。

6.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:步骤(1)中M3与M4的摩尔比为1:1~1:2,反应温度为70~100℃,恒温反应时间为20~30h。

7.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:步骤(1)中所述中间产物与M1的重量比为0.5:1~3:1;所述中间产物与丙酮的重量比为0.1:1~1:1。

8.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:步骤(2)中所述的离子液体I与五氧化二钒的重量比为5:1~15:1。

9.按照权利要求4所述的方法,其特征在于:步骤(2)所述的离子液体II与五氧化二钒的重量比为1:1~10:1。

10.权利要求1~3任意一项所述的钒磷氧催化剂在正丁烷氧化制顺酐反应中作为催化剂的应用。

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