[发明专利]用于丙烯的氨氧化催化剂、该催化剂的制造方法、使用该催化剂的氨氧化方法

说明书

本发明涉及一种用于丙烯的氨氧化催化剂、其制造方法以及使用该催化剂的丙烯的氨氧化方法。具体地，根据本发明的一个实施方案，提供一种用于丙烯的氨氧化催化剂，该催化剂具有首先负载钼(Mo)氧化物并随后负载包含铋(Bi)的异种金属氧化物的结构。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年7月29日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2020-0094652和于2021年7月29日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2021-0099864的权益，它们的公开内容通过引用全部并入本说明书中。

本发明涉及一种用于丙烯的氨氧化催化剂、该催化剂的制造方法以及使用该催化剂的氨氧化方法。

背景技术

丙烯腈(AN)作为ABS树脂的一种原料被使用，并且可以应用于各种化工产品中，因此，世界性的需求和生产日益增加。

这种丙烯腈可以通过丙烯的氨氧化反应来制备。丙烯的氨氧化反应包括氨和丙烯的还原和氧气的再氧化，并且为了控制在这些反应过程中产生的热量，通常使用流化床反应器。

作为丙烯的氨氧化催化剂，自从提出Mo(钼)-Bi(铋)氧化物催化剂以来，已经提出了添加不同氧化态的金属的催化剂。然而，尽管催化剂的组成多种多样，由于对结构和性质的研究不够，因此，限制了丙烯腈产率的提高。

具体地，作为用于丙烯的氨氧化催化剂的制备方法，众所周知的是将金属前体溶液和二氧化硅溶胶共沉淀，并且将共沉淀产物喷雾干燥，然后煅烧的溶胶-凝胶法。

根据溶胶-凝胶法，制备出具有其中金属氧化物粒子和二氧化硅粒子聚集的次级粒子结构的催化剂，但是由于构成次级粒子的初级粒子的结合力较弱，因此催化剂容易破裂或分裂成初级粒子并且失去催化活性。而且，能够参与丙烯的氨氧化反应的部分限于外部表面(即，次级粒子的表面)，并且提供较小的表面积，因此大量的氨在丙烯的氨氧化反应中从催化剂表面脱附出来。此外，在进行丙烯的氨氧化反应的高温(约400℃～600℃)下，金属氧化物成分(特别是Mo)容易溶解并挥发，因此催化性能会容易劣化。

因此，在使用通过溶胶-凝胶法制备的催化剂的情况下，需要在丙烯的氨氧化反应过程中连续地补充催化剂，即使进行补充，丙烯腈产率的提高仍然受到限制。

发明内容

【技术问题】

本发明的一个目的是提供一种用于丙烯的氨氧化催化剂，该催化剂能使丙烯的氨氧化过程中从催化剂中溶解和挥发的金属氧化物成分(特别是Mo)最小化，以及使用该催化剂以较高产率制备丙烯腈。

【技术方案】

具体地，根据本发明的一个实施方案，提供一种用于丙烯的氨氧化催化剂以及该催化剂的制造方法，所述催化剂具有首先负载钼(Mo)氧化物，并随后负载包含铋(Bi)的异种金属氧化物的结构。

根据一个实施方案的用于丙烯的氨氧化催化剂包括二氧化硅载体；以及负载在所述二氧化硅载体中的金属氧化物，

其中，所述金属氧化物具有满足下面化学式1的全部组成，并且

包括：包含钼(Mo)氧化物的涂层；位于所述包含钼(Mo)氧化物的涂层上的包含异种金属的一个或多个涂层：

[化学式1]

Mo₁₂Bi_aFe_bA_cB_dC_eD_fO_x

在所述化学式1中，

A是Ni、Mn和Co中的一种或多种元素，