[发明专利]由廉价金属氧化物合成MoVTeNb催化剂

说明书

本发明涉及一种用于制备混合氧化物材料的方法，所述方法包括以下步骤：a)制备初始化合物的混合物，所述混合物包含含有钼、钒、铌和碲的初始化合物以及两种螯合性含氧配体，b)在100℃至300℃的温度下以水热法处理所述初始化合物的混合物，以获得产物悬浮液，c)将包含在从步骤b)产生的产物悬浮液中的固体分离出来并干燥，d)将从步骤c)获得的固体在惰性气体中活化。本发明还涉及一种用于氧化乙烷的混合氧化物材料，所述混合氧化物材料包括元素钼、钒、铌和碲，具有以下化学计量比：Mo₁V_aNb_bTe_cO_x，其中0.27<a<0.31；0.08<b<0.12；0.08<c<0.12,所述混合氧化物材料在使用Cu‑Kα辐射时在XRD中具有如下的衍射反射h、i、k和l，其顶点大致位于衍射角度(2·)26.2°±0.5°(h)，27.0°±0.5°(i)，7.8°±0.5°(k)和28.0°±0.5°(l)，所述混合氧化物材料能够根据本发明所述的方法制备。

本发明涉及一种用于制备包含钼、钒、碲和铌的混合氧化物材料的新型方法，所述混合氧化物材料作为用于将乙烷氧化脱氢为乙烯或将丙烷氧化为丙烯酸的催化剂，并且涉及一种用于制备所述混合氧化物材料的方法。

用于将丙烷氧化为丙烯酸或用于将乙烷氧化脱氢为乙烯的MoVNbTe混合氧化物是现有技术。超过200项专利和大量的科技公开物涉及基于MoVNbTe混合氧化物的催化剂。用周期表的其他金属来增强这种混合氧化物是已知的。在此，最高的前述的丙烯酸产率为60％而乙烯产率为约80％。

基于四种元素的用于催化剂的MoVNbTe基体系由三菱提出，用于将丙烷氨氧化成丙烯腈(1989年，EP 318295 A1)以及氧化成丙烯酸(1994年，EP 6088038 A2)。在JP H07-053414(三菱)中公开了一种催化方法，用于在低温下通过氧化氢化乙烷而制备乙烯，该方法具有高产率和高选择性。这种用于通过在提高的温度下在催化剂组合物存在下将乙烷与包含氧分子的气体进行接触以制备乙烯的方法包括：使该催化剂组合物包含混合金属氧化物，所述混合金属氧化物具有钼、钒、碲和氧作为主要成分并且显示出基本上具有以下相对峰强度的粉末X射线衍射谱：2θ(+-0.4°)，相对强度：22.1°(100),28,2°(400-3),36,2°(80-3),45.1°(40-3),50°(50-3)。

MoVNbTe催化剂主要由两种斜方晶系的相组成，被称为“M1”和“M2”(T.Ushikubo,K.Oshima,A.Kayou,M.Hatano,Studies in Surface Science and Catalysis 112,(1997),473)。M1相在选择性氧化反应中展现出重要作用。

根据P.De Santo等人，Z.Kristallogr.219(2004)152，用于选择性氧化的多金属氧化物催化剂中的主要相M1和M2例如能够用以下总式描述：

M1:Mo₁V_0,15Te_0,12Nb_0,128O_3,7或Mo_7,8V_1,2Te_0,937Nb₁O_28,9

M2:*Mo₁V_0.32Te_0.42Nb_0.08O_4.6或Mo_4.31V_1.36Te_1.81Nb_0.33O_19.81