[发明专利]一种催化剂及其制备方法,以及采用该催化剂制备甲基丙烯醛的方法

权利要求书

1.一种用于制备甲基丙烯醛的催化剂，其特征在于，所述催化剂包含以下列通式表示的复合金属氧化物：

(Mo₁₂Bi_aFe_bCo_cCu_dCs_eV_fNb_iW_jPb_k)：n载体

其中a、b、c、d、e、f、i、j、k分别代表每种元素的原子比例，a＝0.1～8，b＝0.1～10，c＝0.1～10，d＝0.01～3，e＝0.1～3，f＝0～5，i＝0～5，j＝0～5，k＝0～5，且f+i+j+k＝0.1～5；所述载体是二氧化硅、碳化硅、二氧化钛、三氧化二铝或硅铝分子筛、或它们中的两种或两种以上的任意混合物；n为载体与复合金属氧化物之间的质量比，n＝0～20。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述催化剂中的a＝0.5～5，b＝0.5～5，c＝0.5～5，d＝0.02～1，优选d＝0.05～0.6，e＝0.2～1，f＝0～3，i＝0～3，j＝0～3，k＝0～3，且f+i+j+k＝0.2～3。

3.根据权利要求2所述的催化剂，其特征在于，所述载体是二氧化硅。

4.一种权利要求1-3任一所述催化剂的制备方法，其特征在于所述方法包括：

按各元素组成的原子比例，用水或稀酸溶解含Mo、Bi、Fe、Co、Cu、Cs、V、Nb、W、Pb元素的水溶性或酸溶性化合物，混合均匀后用氨水调节pH＝0.5～7，优选pH＝2～5，在20～100℃温度下搅拌熟化1～12小时，在80～150℃温度下蒸干，然后在250～550℃温度下焙烧1～10小时后，最后在400～650℃空气流中焙烧活化1～5小时，按质量比加入相应的载体粉末，充分研磨后即得。

5.根据权利要求4所述催化剂的制备方法，其特征在于，所述含Cu元素的水溶性或酸溶性化合物为氧化铜、硝酸铜、氯化铜、醋酸铜、氯化亚铜、乙酰丙酮铜、草酸铜或碱式碳酸铜；特别优选硝酸铜、氯化铜、或醋酸铜；

含Mo元素的水溶性或酸溶性化合物为七钼酸铵、二钼酸铵、三氧化或钼；

含Bi元素的水溶性或酸溶性化合物为硝酸铋、三氯化铋或三氧化二铋；

含Fe元素的水溶性或酸溶性化合物为硝酸铁、氯化铁、氯化亚铁、乙酰丙酮铁、氧化铁或氧化亚铁；

含Co元素的水溶性或酸溶性化合物为硝酸钴或氯化钴；

含Cs元素的水溶性或酸溶性化合物为碳酸铯或硝酸铯；

含V元素的水溶性或酸溶性化合物为偏钒酸铵或五氧化二钒；

含Nb元素的水溶性或酸溶性化合物为草酸铌或五氧化二铌；

含W元素的水溶性或酸溶性化合物为钨酸铵；

含Pb元素的水溶性或酸溶性化合物为硝酸铅、氯化铅或氧化铅；或

Mo、V、Nb、W元素为杂多酸形式，优选为铁钼杂多酸、硅钼钒杂多酸、硅钨钒杂多酸等、铌钼杂多酸、或铌钨杂多酸。

6.一种利用权利要求1-3任一所述催化剂从叔丁醇或异丁烯制备甲基丙烯醛的方法，其特征在于，所述方法包括：

1)催化剂预处理：填装催化剂形成催化剂床层，然后将每一克催化剂在流速为10～1000ml min^-1的氧气和氮气的混合气体或者空气气氛中，温度从室温以0.1～20℃ min^-1的升温速率加热至200～500℃，并保持1～180min，再用流速为10～1000ml min^-1的氮气吹扫1～180min；

2)催化反应过程：催化剂预处理完成之后，控制温度为250～500℃，优选350～450℃；绝对压力0.05～0.2MPa，优选0.08～0.15MPa的条件下，向催化剂床层投入总体积空速为300～3000h^-1，优选500～2000h^-1的含有叔丁醇或异丁烯、氧气和稀释气体混合气体原料；即得甲基丙烯醛。

7.根据权利要求6所述的制备甲基丙烯醛的方法，其特征在于，所述混合气体原料中叔丁醇或异丁烯与稀释气体摩尔比例为0.1～10，优选0.5～5；氧气与叔丁醇或异丁烯摩尔比0.1～7，优选0.5～2。