[发明专利]一种介孔镍钼氧化物催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体的说，涉及一种介孔镍钼氧化物催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

丙烯腈是三大人工合成材料（合成纤维、合成橡胶、塑料）的基本原料，主要用于生产腈纶单体和ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯）三元共聚体等，在有机化工里具有十分重要的地位。早期由环氧乙烷和氢氰酸反应生成丙烯腈，后来采用乙炔氢氰酸法来制取丙烯腈。现在大部分采用BP/Sohio的丙烯氨氧化工艺来生产丙烯腈，然而随着丙烯资源的短缺与价格的升高，人们正致力于研究一种新方法。由于丙烷价格低于丙烯且资源丰富，并可通过一段法（丙烷直接氨氧化）或两段法反应生成丙烯腈，但两段法装置投资费用高，因此丙烷直接氨氧化制丙烯腈路线逐渐变为研究的热点。

合成丙烯腈的关键在于催化剂，性能高的催化剂能提高催化效率，降低单耗。

现今已开发出的催化剂体系主要包括锑酸盐、钼酸盐、V-Al-O-N、Ga修饰的分子筛、V-P-O这五种。其中最有应用前景的是锑酸盐和钼酸盐这两类。

同时，介孔催化材料因其具有规则的孔道结构，较大的比表面积，有利于烃类分子的吸附、活化和择形转化，显示出优异的催化性能。因此本专利将介孔结构引入Ni-Mo-O催化剂中制备成介孔镍钼氧化物催化剂。

根据介孔材料合成过程中所采用模板剂的类型，可将其合成方法分为软模板路线和硬模板路线。使用有机分子作为模板剂，因其并无有序介观结构，所以称之为软模板路线。软模板路线据其具体操作过程不同又可分为水热法和溶剂挥发自组装法。通过纳米浇铸复制方法采用己具有介观结构的固体材料作为模板来合成目标介孔材料的方法则是硬模板法。

水热法是软模板法中目前最为常用的一种合成介孔材料的方法。其典型的制备过程为在模板剂的溶液中加入前驱物，均匀混合，调节溶液pH值经溶胶-凝胶过程得到沉淀，将混合物转入反应釜中经水热晶化处理，最后除去模板剂，经洗涤干燥处理得到目标产物。此过程反应釜“水热”处理温度较低（室温到100℃之间），所以并不是真正意义上的水热合成。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种介孔镍钼氧化物催化剂，所述介孔镍钼氧化物催化剂具有良好的丙烷氨氧化性能。

本发明的另一目的在于提供所述介孔镍钼氧化物催化剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述介孔镍钼氧化物催化剂在丙烷氨氧化中的应用。

本发明的又一目的在于提供应用本发明所述介孔镍钼氧化物催化剂对丙烷进行氨氧化反应的方法。

为达上述目的，一方面，本发明提供了一种介孔镍钼氧化物催化剂，所述介孔镍钼氧化物催化剂具有有序的介孔孔道，比表面积为380-480m²/g。

本发明所提供的介孔镍钼氧化物催化剂比常规镍钼氧化物催化剂的比表面积大近10倍。

根据本发明所述的介孔镍钼氧化物催化剂，本发明优选所述的介孔镍钼氧化物催化剂中镍钼氧化物担载量为5-7%。

其中所述百分比为重量百分比。

根据本发明所述的介孔镍钼氧化物催化剂，所述的介孔镍钼氧化物催化剂是按照以下方法制备得到的：以KIT-6为载体，通过浸渍法与钼盐和镍盐接触，焙烧后得到介孔镍钼氧化物催化剂；

根据本发明所述的介孔镍钼氧化物催化剂，其中优选制备时钼盐和镍盐的用量比为使得镍和钼摩尔比为1-4：1；

根据本发明所述的介孔镍钼氧化物催化剂，其中所述钼盐和镍盐均为本领域常规试剂，采用本领域现有技术中任何的钼盐和镍盐都可用于本发明，而本发明优选采用的钼盐为钼酸铵，镍盐为硝酸镍。

根据本发明所述的介孔镍钼氧化物催化剂，所述的介孔镍钼氧化物催化剂的制备进一步优选包括：取钼盐和镍盐配制水溶液，加入KIT-6采用等体积浸渍，干燥后在200-500℃下焙烧2-8h，得到所述介孔镍钼氧化物催化剂；

其中本发明所述干燥为本领域常规操作，本发明进一步优选所述干燥为在60-100℃下干燥12-48h。

根据本发明所述的介孔镍钼氧化物催化剂，其中进一步优选干燥后以0.5-2℃/min升温速度升到200-500℃。

根据本发明所述的介孔镍钼氧化物催化剂，其中进一步优选在浸渍后还超声处理，再进行干燥。

所述超声为本领域常规操作，使用本领域常规超声设备进行超声即可，本发明所优选的是超声10-100min。

根据本发明所述的介孔镍钼氧化物催化剂，本发明所述的KIT-6为一种本领域常规使用的分子筛，任何市售普通KIT-6分子筛均可以用于本发明；