一种甲醇氧化制甲醛的铁钼催化剂及制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115845865A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211592978.2C07C47/052(2006.01)(22)申请日2022.12.13(71)申请人西南化工研究设计院有限公司地址610000四川省成都市高新区高朋大道5号(72)发明人张明胜苏敏郑珩张新波赵丹杜勇王治祥乔莎李克兵李启强郭雄李季华波陈鹏颜智梁立李倩胡志彪赵安民(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214专利代理师吕玲(51)Int.Cl.B01J23/887(2006.01)权利要求书2页说明书13页附图1页(54)发明名称一种甲醇氧化制甲醛的铁钼催化剂及制备方法(57)摘要本发明公开了一种甲醇氧化制甲醛的铁钼催化剂及制备方法。该催化剂包括活性组分、氧化助剂、结构稳定助剂、抗积碳助剂、电子助剂；其中活性组分为铁钼金属氧化物，占比80～90％；氧化助剂为具有储氧功能的金属氧化物，占比1～3％；结构稳定助剂占比6～16％；抗积碳助剂占比0.5～3％；电子助剂占比0.5～2％。本发明所制备得到的催化剂具有高强度、活性高、抗积碳、稳定性高、甲醛催化剂使用寿命长、甲醛时空收率高、产品纯度高等优点，还可调变孔隙结构提高催化剂的传热功能，降低催化剂表面温度。甲醇单程转化率达到95％以上，甲醛单程收率达到91％以上。CN115845865ACN115845865A权利要求书1/2页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％