[发明专利]Ce4+

说明书

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种Ce⁴⁺/Ce³⁺协同催化的包覆型氨氧化催化剂及其制备方法和应用；制备方法包括：将可溶性的盐溶液A、盐溶液B、盐溶液C、盐溶液D、盐溶液E与含有V和Ce的草酸浆料混合；将混合浆料干燥，得到活性组分前驱体；将活性组分前驱体与粘结剂水溶液均匀涂覆到惰性载体上，成型为包覆型催化剂；再将其进行焙烧，得到含有活性组分的包覆型催化剂；在包含H₂和N₂的混合气中，将含有活性组分的包覆型催化剂中含有的4价铈部分还原，制得Ce⁴⁺/Ce³⁺协同催化的包覆型氨氧化催化剂。本发明方法可以使Ce⁴⁺/Ce³⁺共存而产生协同催化，提升催化剂的催化性能。

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种Ce⁴⁺/Ce³⁺协同催化的包覆型氨氧化催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

间二甲苯气相氨氧化制备间苯二甲腈(IPN)技术的开发及产业化是氨氧化制备腈类化合物领域中一个非常典型的工业化实例。芳香腈的氰基具有较高的反应活性，通过水解、加氢、加成、聚合等反应，可制得相应的酰胺、酸、芳香胺、杂环化合物等一系列精细化学品；因此，间苯二甲腈是一种用途非常广泛的有机合成原料。

间苯二甲腈通过加氢可制得间苯二甲胺(MXDA)，它是一种性能优越的环氧树脂固化剂，同时也是聚氨酯树脂和尼龙树脂的重要原料之一。间苯二甲腈通过氯化制得的四氯间苯二甲腈俗称百菌清，是一种高效、低毒杀菌剂。随着经济水平的日益提高，我国对间苯二甲胺和百菌清的市场需求也越来越大，这使得我国间苯二甲腈的生产规模呈现出快速增长的势头，与之相关的催化剂及生产分离技术的研究也备受科研工作者的青睐。

目前，用间二甲苯在催化剂作用下气相氨氧化反应得到间苯二甲腈是最简单、同时也是最经济的一种制备方法，而其技术核心是反应过程中所用的催化剂。V系催化剂对间二甲苯气相氨氧化制得间苯二甲腈非常有效，正因为如此，相关的研究报道最多、科研工作也最为深入。单钒催化剂的催化性能不够理想，因此，常会加入其他元素，如过渡金属、碱金属、碱土金属以及P、Sb、Bi、Sn等元素形成复合氧化物体系，以达到增加催化剂活性和选择性的目的。

武汉大学郑穹等人以硅胶为载体，通过浸渍法制得负载型钒系催化剂，在φ560mm工业流化床反应塔上进行了6个月的工业化试验，前5 个月内间苯二甲腈的平均摩尔产率可以达66.5％，但是使用5个月后催化剂活性下降较多。导致该催化剂活性下降的主要原因是活性组分的流失。

近年来V系催化剂的组成主要包含V-Cr、V-Mo、V-P、V-Sn、V-Ti 和V-Sb等体系，上海石油化工研究院在专利文件CN99113575.X、 CN201010147809.9中先后公开了一种V-Cr、V-Sb体系催化剂，其旨在改善催化剂的活性，提高间苯二甲腈的收率。这两种催化剂的载体都是二氧化硅，其中：专利文件CN99113575.X公开的间苯二甲腈的收率仅为 78.4％，专利文件CN201010147809.9公开的间苯二甲腈的收率为80.8％。由此可看出，这两篇专利文献中公开的间苯二甲腈的收率均偏低。

三菱瓦斯在专利文件CN201080025695.9中公开了一种含有氧化钒、氧化钛和金刚石的氨氧化催化剂，并将该催化剂用于间二甲苯气相氨氧化制备间苯二甲腈的反应，虽然间苯二甲腈的收率可以达到91％，但是该催化剂制备过程复杂，对设备和技术要求很高，价格昂贵，不利于工业化生产。

综上，如何能制得综合性能优良的氨氧化催化剂，对于改善间苯二甲腈的生产产品质量和收率，促进间苯二甲腈的生产规模具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种包覆型氨氧化催化剂的制备方法，通过该方法可以使Ce⁴⁺/Ce³⁺共存而产生协同催化，提升所得包覆型氨氧化催化剂的催化性能。