[发明专利]一种涂层催化剂的制备方法及采用该方法制备的涂层催化剂

权利要求书

1.一种涂层催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将含钼、磷、钒、铜、砷元素的化合物，和选自含有碲、硼、锑、锗、钨、铀、铋、铁、钴、钌和镍中的一种或多种元素的化合物置于水中，溶解得到溶液；

(2)干燥步骤(1)中的溶液，得到杂多酸催化剂粉体；

(3)将步骤(2)得到的杂多酸催化剂粉体分散在乙醇中，得到杂多酸催化剂浆料；

(4)将步骤(3)得到的杂多酸催化剂浆料、聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液并行喷涂到球形惰性载体上，得到涂层催化剂；

(5)焙烧步骤(4)得到的涂层催化剂；所述焙烧包括以下步骤：所述涂层催化剂在50～90℃空气气氛下停留2～10h、在330～400℃非氧化性气氛下停留0.5～3h，在250～330℃氧化性气氛下停留1～10h。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中杂多酸催化剂粉体的粒径为0.2～10μm。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中杂多酸催化剂粉体的粒径为0.5～6μm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中乙醇中水含量≤10wt％；所述杂多酸催化剂浆料的粘度为5～500mPa·s。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中乙醇中水含量≤5wt％；所述杂多酸催化剂浆料的粘度为50～300mPa·s。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的喷涂温度为40～80℃；所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量为4万～130万；所述聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液的粘度为5～500mPa·s。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的喷涂温度为50～70℃；所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量为10万～100万；所述聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液的粘度为50～300mPa·s。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中焙烧包括以下步骤：所述涂层催化剂在55～80℃空气气氛下停留5～10h、在350～380℃非氧化性气氛下停留1～2h，在280～320℃氧化性气氛下停留2～5h。

9.一种根据权利要求1所述方法制备的涂层催化剂，包括球形惰性载体和外层活性组分，所述球形惰性载体和外层活性组分的质量比为0.5～2.0:1，所述的外层活性组分为聚乙烯吡咯烷酮负载的以磷、钼、钒、铜和砷为必需元素，碲、硼、锑、锗、钨、铀、铋、铁、钴、钌和镍中的一种或多种为任选元素的杂多酸；杂多酸与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为2～10:1。

10.根据权利要求9所述的涂层催化剂，其特征在于，所述球形惰性载体和外层活性组分的质量比为0.6～1.5:1；杂多酸与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为4～8:1。

11.根据权利要求9所述的涂层催化剂，其特征在于，所述杂多酸的通式为：Mo₁₂P_aV_bCu_cAs_dX_eO_f·nH₂O，其中，Mo是钼，P是磷，V是钒，Cu是铜，As是砷，O是氧；X为选自碲、硼、锑、锗、钨、铀、铋、铁、钴、钌和镍中一种或多种元素；各种元素的原子比例为：a＝0.5～3；b＝0.1～2；c＝0.01～1；d＝0.01～2；e＝0.01～1；f为满足各元素化合价所需要氧的原子比率。

12.根据权利要求11所述的涂层催化剂，其特征在于，所述X为选自碲、硼、锑、钨、铀、铋和铁中一种或多种元素；各种元素的原子比例为：a＝1～2；b＝0.2～1；c＝0.05～0.5；d＝0.05～1；e＝0.01～0.5。

13.根据权利要求9所述的涂层催化剂，其特征在于，所述外层活性组分中孔径为100～2000nm的孔所含孔容占所述外层活性组分总孔容的60～90％。

14.根据权利要求13所述的涂层催化剂，其特征在于，所述外层活性组分中孔径为100～2000nm的孔所含孔容占所述外层活性组分总孔容的70～85％。