[发明专利]一种基于MXene的烷烃氨氧化催化剂的制备方法、产品及其应用

说明书

本发明公开了一种基于MXene的烷烃氨氧化催化剂的制备方法、产品及其应用，属于催化剂制备技术领域；所述制备方法包括：将MXene分散于水中，加入钼酸铵和偏钒酸铵，并加热溶解，恒温静置后，再次加热，得到固体；向所得固体中通入卤化钛气体、恒温静置，之后焙烧，即得所述烷烃氨氧化催化剂；本发明采用MXene材料为载体，以钼酸铵、偏钒酸铵和卤化钛为原料制备得到烷烃氨氧化催化剂，催化剂中活性组分与MXene具有较强的相互作用，使活性组分不易流失，大大提高了催化剂的使用寿命；本发明制备得到的烷烃氨氧化催化剂，可有效降低烷烃氨氧化反应温度，且对产物不饱和腈具有较高的选择性。

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种基于MXene的烷烃氨氧化催化剂的制备方法、产品及其应用。

背景技术

二维过渡金属碳化物或碳氮化物(MXene)是最近发展起来的一类二维纳米材料，可通过化学试剂，如氢氟酸等腐蚀MAX相层间A原子制得，MXene因其独特的物理和化学特性，以及在储能、催化、电子与光电子等领域中的良好应用前景而受到广泛关注。

烷烃氨氧化反应过程复杂，目前普遍采用的催化剂体系为碱土金属氧化物体系、贵金属负载催化剂体系、过渡金属氧化物体系和稀土金属氧化物体系等。但是目前制备上述催化剂时，通常需要加入多种活性组分，所需原料种类较多，且所得催化剂用于烷烃氧化脱氢时，所需反应温度较高、且催化剂稳定性差，活性成分易流失，造成催化剂活性降低，使用寿命短等问题。因此，开发一种活性成分种类少，能够降低烷烃氨氧化反应温度，且稳定性高、使用寿命长的烷烃氨氧化反应催化剂，对于烷烃氨氧化反应具有重要的意义。

目前尚未发现将MXene材料用于制备烷烃氨氧化反应催化剂的相关报道。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种基于MXene的烷烃氨氧化催化剂的制备方法、产品及其应用。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明的技术方案之一：一种基于MXene的烷烃氨氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将MXene分散于水中，加入钼酸铵和偏钒酸铵，并加热溶解，恒温静置后，再次加热，得到固体；

(2)向步骤(1)所得固体中通入卤化钛气体、恒温静置，之后焙烧，即得所述烷烃氨氧化催化剂。

进一步地，步骤(1)中，所述MXene为Ti₂C、Ti₃C₂及Ti₂N中的一种。

进一步地，步骤(1)中，所述钼酸铵、偏钒酸铵、MXene与水的质量比为1∶(2～3)∶(20～25)∶(90～100)。

进一步地，步骤(1)中，所述加热溶解及恒温静置的温度均为70～80℃，所述静置时间为12～24h。

进一步地，步骤(1)中，所述再次加热温度为250～300℃。

进一步地，步骤(2)中，所述卤化钛气体为四氯化钛、四溴化钛及四氟化钛中的一种。

进一步地，步骤(2)中，所述卤化钛气体与空气的体积比为(5～6)∶1，气体总压强为30～40MPa，所述恒温静置的温度为350～400℃，时间为8～12h，所述焙烧温度为600～700℃，时间为24～30h。

本发明的技术方案之二：一种根据上述所述的制备方法制备得到的烷烃氨氧化催化剂。

本发明的技术方案之三：上述所述的烷烃氨氧化催化剂在烷烃氨氧化制备不饱和腈中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：