[发明专利]一种混合金属氧化物催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种混合金属氧化物催化剂，所述催化剂的通式为Pt_aV_bZnFe_cO_d，其中a为0.01～0.1，b为0.05～0.5，c为2.6～3.0，c优选为2.8～2.95，d的取值满足其它金属元素化合价的要求。

2.一种制备如权利要求1所述的混合金属氧化物催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将水溶性的铁盐、锌盐、偏钒酸盐和铂前驱体溶于水中，形成水溶液，然后向其中加入碱性调节剂，形成固体沉淀物；

(2)将所述固体沉淀物与粘结剂和水混合，形成原料浆液；

(3)对所述原料浆液进行喷雾干燥造粒，形成固体微球；

(4)对所述固体微球进行干燥和焙烧，形成所述通式为Pt_aV_bZnFe_cO_d的混合金属氧化物催化剂。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述铁盐选自硝酸铁、硫酸铁、氯化铁、及其组合；所述锌盐选自硝酸锌、硫酸锌、氯化锌、及其组合；所述偏钒酸盐包括偏钒酸铵；所述铂前驱体包括氯铂酸。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，对于步骤(1)，所述水溶液中铁盐的含量为2.0-4.0mol/L，锌盐的含量为0.5-1.5mol/L，偏钒酸盐的含量为0.02-1mol/L，铂前驱体的含量为0.005-0.1mol/L。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碱性调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸铵、氨水、及其组合；所述的粘结剂选自甲基纤维素、聚乙烯醇、田菁粉、及其组合，以所述原料浆液的总重量为基准计，所述粘结剂的添加量为1wt%～5wt%；以所述原料浆液的总重量为基准计，所述原料浆液中除了水以外的组分的总含量为10wt%～50wt%，优选20wt%～45wt%。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，将水溶性的铁盐、锌盐、偏钒酸盐和铂前驱体溶于水中，形成水溶液，然后向其中加入碱性调节剂，使得该水溶液的pH值调节到6～10，形成固体沉淀物，然后过滤收集所述固体沉淀物，并用水将其洗涤至pH值呈中性。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，使用喷雾干燥造粒设备对所述原料浆液进行喷雾干燥造粒，原料浆液输入所述喷雾干燥器的进料速率为100-500ml/min，所述喷雾干燥造粒设备的进料口温度为200℃～400℃，优选220℃～350℃，出料口温度为100℃～160℃，优选110℃～150℃，制得的固体微球的粒径为40微米～300微米。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述固体微球在80℃～200℃、优选80℃～180℃的温度下干燥1～24小时，优选4～16小时，在500℃～900℃、优选520℃～820℃的温度下焙烧4～24小时，优选4～18小时。

9.一种以包含正丁烷和正丁烯的C4混合物为原料制备丁二烯的方法，该方法包括，在反应条件下，使得C4混合物、水蒸气、氧气的混合物与权利要求1所述的催化剂相接触，形成丁二烯。

10.如权利要求要求9所述的方法，其特征在于，所述反应条件为：在流化床反应器中进行反应，温度为300～400℃，压力为常压，水蒸气和C₄混合物的摩尔比为6～16，氧气和C₄混合物的摩尔比为0.6～1.0，C₄混合物的体积空速为100～600h^-1；所述C₄混合物包含5wt%～40wt%的正丁烷，55wt%～94wt%的正丁烯，以及0.5wt%～5wt%的其它烃类。