[发明专利]一种磷改性的丙烷氨氧化催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种磷改性的丙烷氨氧化催化剂及其制备方法和应用，该催化剂的化学通式为P_a‑Mo_bV_cTe_dNb_eO_x，其中0.0001≤a≤1，0.1≤b≤1，0.1≤c≤1，0.1≤d≤1，0.1≤e≤1。所述催化剂可通过将Mo盐溶液，Te盐溶液，V盐溶液和Nb盐溶液搅拌混合均匀后进行水热反应制得催化剂前驱体；然后将所述催化剂前驱体通过双氧水处理后采用浸渍法与磷掺杂即可制得所述催化剂。本发明采用水热法和双氧水处理制备出高性能MoVTeNb催化剂接着通过磷改性进一步提升催化剂的催化活性。本发明所提供的催化剂的制备方法具有简单且重复性好的优点。此外，本发明所提供的催化剂用于丙烷氨氧化反应还具有较高的转化率和丙烯腈选择性等优点。

技术领域

本发明属于催化剂制备及应用技术领域，具体涉及一种磷改性的丙烷氨氧化催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

丙烯腈是一种重要的化工原料，它是三大合成材料——合成纤维、合成橡胶、塑料的重要原料，在有机合成工业和人民经济生活中用途广泛。目前，全球超过90％的丙烯腈都是Sohio法，即丙烯氨氧化法来生产的，其产率可达80％；然而，由于丙烯的价格是丙烷的3～6倍，且由于受石油资源制约和上游产业链的影响，丙烯作为氨氧化的原料的投资成本日益提高。丙烷由于价格便宜，来源广泛，因此是一种很有潜力和经济价值的丙烯腈合成路线。

人们经过长期的探索，目前主要有MoV系列，VSb系列和VPO系列催化剂可应用于丙烷氨氧化反应制备丙烯腈；其中，MoV系列中的MoVTeNb催化剂是目前报道中最具有应用前景的一类催化剂，最高产率可达62％(US Patent 5,472,925(1995)，US Patent 6,063,728(2000)，Topics in Catalysis 23(2003)pp 5-22.)，在该催化剂中含有M1相和M2相(MoVTeNbO催化剂的活性相由正交型的MoVTeNbO(M1)和假六方型的MoVTeNbO(M2)组成)。其中M1具有氧化丙烷脱氢到丙烯，接着催化丙烯氨氧化至丙烯腈的能力，而M2相由于缺少V⁵⁺，不能够活化丙烷，然而其具有高效的催化丙烯氨氧化至丙烯腈的反应活性)，其最佳比例为M1:M2＝60:40(Topics in Catalysis 23(2003)pp 5-22)。然而由于制备条件的不一样，催化剂活性位的形成会受各种反应条件如，溶液PH值，金属盐前驱体，干燥方式和焙烧等条件的极大影响，催化剂的重复性较差。因此开发一种高性能且易重复的催化剂的制备方法仍然是一重大难题。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足之处，本发明目的在于提供一种磷改性的丙烷氨氧化催化剂及其制备方法和应用。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种磷改性的丙烷氨氧化催化剂，其特征在于其化学通式为P_a-Mo_bV_cTe_dNb_eO_x，其中0.0001≤a≤1，0.1≤b≤1，0.1≤c≤1，0.1≤d≤1，0.1≤e≤1。

一种如权利要求1所述的磷改性的丙烷氨氧化催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

1)将Mo盐和Te盐溶解于水中制成溶液A；

2)将V盐溶解于水中制成溶液B；

3)将Nb盐溶解于水中制成溶液C；

4)将溶液B加入到溶液A中并搅拌得混合溶液，再加入溶液C搅拌即可制备得到所述催化剂的浆料；

5)将步骤4)中制得的催化剂的浆料进行水热反应；反应产物经过滤、洗涤和烘干制得催化剂前驱体；

6)将步骤5)中制得的催化剂前驱体进行焙烧处理；