[发明专利]一种甲醇氧化制甲醛的铁钼催化剂及制备方法

权利要求书

1.一种甲醇氧化制甲醛的铁钼催化剂，其特征在于，该催化剂主要包括活性组分、氧化助剂、结构稳定助剂、抗积碳助剂和电子助剂；其中活性组分为铁钼金属氧化物，占催化剂质量百分比的80～90％；氧化助剂为具有储氧功能的金属氧化物，占催化剂质量百分比的1～3％；结构稳定助剂占催化剂质量百分比的6～16％；抗积碳助剂占催化剂质量百分比的0.5-3％；电子助剂占催化剂质量百分比的0.5～2％，总质量百分含量之和为100％。

2.如权利要求1所述的铁钼催化剂，其特征在于，

所述铁钼金属氧化物为氧化钼与钼酸铁；

所述结构稳定助剂为气相二氧化硅、硅酸铍、硅酸镁、硅酸钙、硅酸锶、硅酸钡中的任意一种或几种的组合物；

所述氧化助剂为V₂O₅、WO₃中的任意一种或者两种的组合物；

所述电子助剂为K、Rb、Cs中的任意一种或者两种的组合物；

所述抗积碳助剂为CeO₂、SnO₂、PbO₂中的任意一种或任意两种的组合物；

催化剂中钼铁原子比为2～4。

3.根据权利要求1或2所述的铁钼催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)按比例称取各原料，然后将钼酸钠和氧化助剂盐溶于去离子水，用硝酸调pH至5-6，然后搅拌煮沸3～6h，冷却至60-80℃，得到含钼前驱体溶液A；

(2)将铁盐、抗积碳助剂盐溶于去离子水，配制得到前驱体溶液B；

(3)将溶液A和溶液B按照一定速度并流滴定到搅拌反应釜中，加入适量的分散剂，再用适量浓度的碱液将溶液体系的pH值调至2-3，在60-80℃条件下转速300～1000r/min搅拌老化3～12h，然后抽滤洗涤1-3次，将滤饼在80～120℃条件下烘干6～24h得到前驱体C；

(4)将结构稳定助剂、造孔剂和成型助剂与前驱体C加入到球磨机中，以50～200r/min速度球磨4～10h，然后过200目筛子，得到前驱体D；

(5)将电子助剂盐溶于水，然后将电子助剂盐溶液加入到前驱体D混匀，在120℃烘箱中烘干2-10h,然后压环成型得到内径为2～4mm，外径为4～8mm，高度为4-8mm的环状前驱体E；

(6)将环状前驱体E在400～600℃、30～80％氧气浓度氛围中烧2～10h，得到催化剂F。

4.根据权利要求3所述铁钼催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的氧化助剂盐为偏钒酸铵、偏钨酸铵中的任意一种或者几种的组合物。

5.根据权利要求3所述铁钼催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的铁盐为硝酸铁、硫酸铁中的任意一种或几种的组合物；所述的抗积碳助剂盐为硝酸铈、硝酸锡、硝酸铅中的任意一种或者几种的组合物。

6.根据权利要求3所述铁钼催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的碱液为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾溶液中的任意一种或几种的组合物，其质量浓度为5％～10％；所述的分散剂为乙胺、二乙胺、一乙醇胺、二乙醇胺、苯乙胺中的任意一种或几种的组合物，添加量为成品催化剂质量的1％-3％。

7.根据权利要求3所述铁钼催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述造孔剂为聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇树脂、酚醛树脂中的任意一种或几种的组合物，添加量为成品催化剂质量的1％-3％；所述成型助剂为羧甲基纤维素、田菁粉、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸镁中的任意一种或几种的组合物，添加量为成品催化剂质量的1％-3％。

8.根据权利要求3所述铁钼催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述的电子助剂盐为硝酸钾、硝酸铷、硝酸铯中的任意一种或几种的混合物。

9.根据权利要求4～8中任意一项所述方法制备得到的甲醇氧化制甲醛的铁钼催化剂。

10.根据权利要求9所述的甲醇氧化制甲醛的铁钼催化剂，其特征在于：催化剂在列管式固定床反应器中进行活性评价，原料气入口温度为180～260℃，反应空速为8000～15000h^-1，反应压力为0～0.3MPa，载气为氧气含量为8-12％的氮气，甲醇的浓度为10～15％。