[发明专利]一种钒钛复合氧化物催化剂、制备方法及应用

权利要求书

1.一种钒钛复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将Ti盐加入到含有浓盐酸的无水乙醇中；

(2)将V盐加入到水中；

(3)取γ-Al₂O₃，采用过体积浸渍法将γ-Al₂O₃加入到步骤(1)的溶液中，在50～80℃的水浴锅中加热蒸干，并研磨成粉末；

(4)将步骤(3)所得粉末在空气气氛下，以2～10℃/min的升温速率从常温升到400～600℃，并在该温度下煅烧2～6小时，得到bTiO₂/γ-Al₂O₃；

(5)采用过体积浸渍法将骤(4)所得粉末加入到步骤(2)的溶液中，在50～80℃的水浴锅中加热蒸干，并研磨成粉末；

(6)将步骤(5)所得粉末在空气气氛下，以2～10℃/min的升温速率从常温升到400～600℃，并在该温度下煅烧2～6小时，得到aVO_x/bTiO₂/γ-Al₂O₃；

(7)将HDPA加入乙二醇中，然后将步骤(6)得到的粉末按照等体积浸渍的比例加入，然后在空气气氛下，以2～10℃/min的升温速率从常温升到140～170℃，并在该温度下煅烧2～10小时，得到HDPA-aVO_x/bTiO₂/γ-Al₂O₃催化剂；

所述的钒钛复合氧化物催化剂通式如下：

HDPA-aVO_x/bTiO₂/γ-Al₂O₃，其中HDPA为正十六烷基膦酸，载体为aVO_x/bTiO₂/γ-Al₂O₃；

VO_x和TiO₂的质量比为25～1:1～25，VO_x和TiO₂中至少一种质量不为1；

a为1～25中的任意一个自然数，b为1～25中的任意一个自然数，a和b中至少一个不为1；

a和b分别为VO_x和TiO₂负载质量分数；

VO_x的负载质量以完全氧化态的V₂O₅的质量来计算；

(VO_x+TiO₂)/(VO_x+TiO₂+γ-Al₂O₃)的质量比为5％～40％。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的钒钛复合氧化物催化剂为HDPA-10VO_x/15TiO₂/γ-Al₂O₃。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的Ti盐选自钛酸四丁酯C₁₆H₃₆O₄Ti；步骤(2)所述的V盐选自偏钒酸铵NH₄VO₃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的V盐为偏钒酸铵，且步骤(2)中加入草酸。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的草酸加入量为添加的偏钒酸铵摩尔量的1～3倍。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)、步骤(6)和步骤(7)中的空气氛围采用流动的空气为氧气的体积分数为21％，N₂的体积分数为79％。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的制备方法得到的钒钛复合氧化物催化剂在甲苯气相氧化制苯甲醛中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将所述的催化剂压成20-60目的颗粒，置于固定床反应装置中；

(2)在连续流动的固定床反应装置中，向反应器中连续通入O₂和气态甲苯，然后将反应装置加热至130℃～180℃，得到部分氧化产物苯甲醛。