[发明专利]一种磷酸氧钒催化剂的制备方法及用途

说明书

本发明涉及本发明提供一种磷酸氧钒催化剂的制备方法，其包括以下步骤：将V₂O₅加入至异丁醇和苯甲醇的混合液中，搅拌混合，130℃～140℃条件下回流2～5h后降温至100℃～120℃；保持100℃～120℃，以0.6～1.5mL/min的速度加入质量浓度为85％～90％的H₃PO₄后升温至130℃～140℃继续回流10～14h，产物过滤、洗涤，得到磷酸氧钒前驱体；将所述磷酸氧钒前驱体焙烧，得到所述磷酸氧钒催化剂。本发明的方法通过控制磷源的添加过程，能够克服传统依靠助剂添加提高其性能，不仅免二次污染、降低了成本，同时简化了制备过程。

技术领域

本发明属于化工催化领域，涉及一种磷酸氧钒催化剂的制备方法及应用。

背景技术

磷酸氧钒催化剂(又名钒磷氧催化剂，简称VPO)作为目前正丁烷选择性氧化制顺丁烯二酸酐(MA)最高效经济的工业催化剂，其前驱体磷酸氢氧钒在活化过程中拓扑转化为活性相焦磷酸氧钒。

有机相法是合成国内外工业应用的VPO催化剂最广泛的方法。针对VPO催化剂主要集中在有机相法的基础上通过添加金属助剂、有机助剂以及新型助剂等来提升其催化性能，但VPO催化剂批次性能并不稳定，VPO合成过程中的关键因素并不明确。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种磷酸氧钒催化剂的制备方法及应用。本发明的方法通过控制磷酸调控制备磷酸氧钒催化剂，能够提高磷酸氧钒催化剂的批次稳定性，在用于催化正丁烷选择性氧化制顺酐反应时，正丁烷转化率、顺酐选择性和顺酐收率均有明显提升。

本发明提供一种磷酸氧钒催化剂的制备方法，其包括以下步骤：

将V₂O₅加入至异丁醇和苯甲醇的混合液中，搅拌混合，130℃～140℃条件下回流2～5h后降温至100℃～120℃。

保持100℃～120℃，以0.6～1.5mL/min的速度加入质量浓度为85％～90％的H₃PO₄后升温至130℃～140℃继续回流10～14h，产物过滤、洗涤，得到磷酸氧钒前驱体；

将所述磷酸氧钒前驱体焙烧，得到所述磷酸氧钒催化剂。

本发明还提供上述方法获得的磷酸氧钒催化剂在正丁烷选择性氧化制顺酐中的应用。

与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明通过控制磷源的加入操作调控VPO前驱体的晶体结构，避免形成晶格缺陷，降低前驱体在活化过程中转化形成的杂相。使经操作条件优化的VPO催化剂在保持优异的选择性及转化率的同时具有良好的稳定性，达到或优于现有技术掺杂助剂相同的效果。

(2)本发明未使用任何助剂，合成简单廉价，不会造成助剂流失。

(3)相比传统的制备方法，简化了过程，且本发明的获得的磷酸氧钒催化剂性能稳定，成本低，操作简单，适合工业化生产。

附图说明

图1为本发明实施例1步骤(2)获得的磷酸氧钒前驱体的扫描电镜图。

图2为本发明实施例1步骤(4)获得的焙烧后的磷酸氧钒催化剂扫描电镜图。

图3为本发明实施例2步骤(2)获得的磷酸氧钒催化剂前驱体的扫描电镜图。

图4为本发明实施例2步骤(4)获得的焙烧后的磷酸氧钒催化剂扫描电镜图。

图5为本发明对比例1步骤(2)获得的磷酸氧钒催化剂前驱体的扫描电镜图。

图6为本发明对比例1步骤(4)获得的焙烧后的磷酸氧钒催化剂扫描电镜图。