[发明专利]一种稀土磷酸盐催化剂的制备及其制备丙烯酸或丙烯酸甲酯中的应用

权利要求书

1.一种稀土磷酸盐催化剂在制备丙烯酸或丙烯酸甲酯中的应用，其特征在于：所述催化剂的制备方法包括下列步骤：

步骤1. 催化剂前体的制备：将稀土可溶盐溶解于溶剂中，得到稀土金属离子浓度为0.05 ~ 1 mol/L的溶液，记作A溶液；将磷酸或金属磷酸可溶盐溶解于溶剂中，得到磷酸根浓度为0.05~1 mol/L的溶液，记作B溶液，稀土金属离子与P元素的摩尔比为1:1 ~ 1:1.5，A溶液和B溶液以0.05 ~ 9.99 mL/min速率均匀混合或以其他混合方式，得到沉淀悬浮液，然后离心，分离，50 ~150 ℃干燥，得到稀土磷酸盐（LnPO₄）催化剂前体；

步骤2. 催化剂前体的活化：将步骤1得到的LnPO₄的催化剂前体在不同的气氛下400 ~900 ℃，活化2 ~ 20 h，制备得到LnPO₄催化剂；

所述稀土磷酸盐（LnPO₄）催化剂用于由乙酸或乙酸甲酯与甲醛前体试剂反应制备得到丙烯酸或丙烯酸甲酯；

所述稀土元素选自Y、La、Ce、Pr、Nd、 Sm、Eu、Gd、Dy、Er或Yb元素中的一种或两种以上。

2.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：

稀土可溶盐选自硝酸盐、氟化盐、氯化盐、乙酸盐、硫酸盐、草酸盐或碳酸盐中的一种或两种以上；

溶剂为水、乙醇或甲醇中的一种或两种以上；

金属磷酸可溶盐选自NaH₂PO₄、K₃PO₄中的一种或两种。

3.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：所述的不同活化气氛包括：空气、N₂、Ar、纯氧、氢气或含有体积分数0.5 - 5 %的丁烷/空气混合气中的一种。

4.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：

所述稀土元素选自Y、La、Ce、 Pr、Nd、Sm、Gd、Dy或Yb元素中的一种或两种以上；

稀土可溶盐选自硝酸盐、氯化盐、乙酸盐、硫酸盐、草酸盐、碳酸盐中的一种两种以上；

溶剂为水或乙醇中的一种或两种。

5.按照权利要求4所述的应用，其特征在于：所述稀土元素选自Y、La、Ce、Pr或Nd元素中的一种或两种以上；

溶剂为水。

6.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：所述其他混合方式为：A溶液以滴加速度0.05 ~ 9.99 mL/min滴加到B溶液中；或B溶液以滴加速度0.05 ~ 9.99 mL/min滴加到A溶液中。

7.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：所述的反应过程为：乙酸与甲醛反应制备丙烯酸在常压固定床微型反应装置上进行，其中稀土磷酸盐催化剂装填量为1 ~ 20 g，反应温度300 ~ 400 ℃，反应原料由乙酸与甲醛前体试剂组成，乙酸与甲醛组分的摩尔比为1:1到5:1，液相进料速度为0.05-5.00 mL/min，载气为纯氮气、纯空气或氮气与氧气，其中氧气体积分数1%到20%的混合气，经质量流量计通入催化剂床层，液相原料经柱塞泵注入反应器中，其中反应过程的质量空速为0.1 ~ 10 h^–1，体积空速为500 ~ 5000 h^–1。

8.按照权利要求7所述的应用，其特征在于：当采用乙酸与甲醛的甲醇溶液为反应原料时，甲醛-甲醇的摩尔比范围为1:2 ~ 1:5。