一种纳米磷酸氧钒及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102600875A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102600875A(43)申请公布日2012.07.25(21)申请号201210009899.4C07C255/54(2006.01)(22)申请日2012.01.13C07D213/85(2006.01)(71)申请人中南民族大学地址430074湖北省武汉市洪山区民院路708号中南民族大学科研处(72)发明人谢光勇张爱清李金林(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104代理人杜传青(51)Int.Cl.B01J27/198(2006.01)B01J35/10(2006.01)C07C253/28(2006.01)C07C255/50(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图11页(54)发明名称一种纳米磷酸氧钒及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开一种纳米磷酸氧钒、其制备方法和应用。纳米磷酸氧钒为β相、颗粒状中空结构，粒径为10-30hm，壁厚为1-5nm。本发明将钒源与磷源按金属原子摩尔比1∶1的比例置于压力容器中，加入溶剂并混合均匀，密封后升温至120-280℃进行溶剂热反应2-240小时，产物经过滤、洗涤、真空干燥得磷酸氧钒前驱体；该前驱体在400-900℃温度下煅烧0.5-12小时，冷却至室温，即得纳米磷酸氧钒。制备的纳米磷酸氧钒尺寸小，粒径分布均匀，分散性好，比表面积大；制备方法简单，原料易得。用于催化甲基芳烃氨氧化反应制备芳香腈时具有极高的催化活性和较好的反应选择性好，与常规方法制备的磷酸氧钒比，反应温度显著降低。CN1026875ACN102600875A权利要求书1/1页1.一种纳米磷酸氧钒，其特征在于：所述纳米磷酸氧钒为β相、颗粒状中空结构，粒径为10-30nm，壁厚为1-5nm。2.权利要求1所述的纳米磷酸氧钒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将钒源与磷源按金属原子摩尔比1∶1的比例置于压力容器中，加入溶剂并混合均匀，密封后升温至120-280℃进行溶剂热反应2-240小时，产物经过滤、洗涤、真空干燥得磷酸氧钒前驱体；将磷酸氧钒前驱体在400-900℃温度下煅烧0.5-12小时，冷却至室温，即得纳米磷酸氧钒。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述钒源为钒氧化物或钒盐，所述磷源为磷氧化物、磷酸或磷酸盐。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述钒氧化物为V2O5、V2O4或V2O3，所述钒盐为NH4VO3；所述磷氧化物为P2O5或P2O3，所述磷盐为(NH4)3PO4、(NH4)2HPO4或NH4H2PO4。5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂热反应的溶剂为以下溶剂中的一种或几种：醇、醛、酮，其水溶液，以及糖的水溶液。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述醇为聚乙烯醇或C1-C20的一元醇、多元醇。7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述糖为单糖、二糖或多糖。8.如权利要求2-7任一项所述的制备方法，其特征在于：所述压力容器为高压釜或耐压反应器。9.权利要求1所述的纳米磷酸氧钒在甲基芳烃氨氧化反应制备芳香腈中的应用。10.如权利要求9所述的应用，其特征在于：所述甲基芳烃为甲苯、卤代甲苯、甲氧基甲苯、羟基甲苯、硝基甲苯、氰基甲苯、氨基甲苯、二甲苯、甲基吡啶、甲基吡嗪或甲基嘧啶。2CN102600875A说明书1/4页一种纳米磷酸氧钒及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种纳米磷酸氧钒、其制备方法和应用。背景技术[0002]磷酸氧钒(VOPO4)是以C4烃为原料制备马来酸酐的最重要的催化剂。后来人们发现它对芳烃的氨氧化反应也具有较好的催化活性。Martin等对未负载的磷酸氧钒催化剂进行了深入的研究，他们以α、β-VOPO4等为前体进行氨氧化反应，发现它们具有类似的催化活性(Ch.Srilaxmi，N.Lingaiah，A.Hussain，P.S.SaiPrasad，K.V.Narayana，A.Martin，B.Lucke.CatalysisCommunications，2004，5：199-203.)。磷酸氧钒在多相催化中有广泛的应用，且催化反应中原料转化率高，但催化反应所需温度往往较高，致使部分原料发生过度氧化，反应一段时间后，催化剂表面会发生积炭，导致催化剂活性显著降低。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种纳米磷酸氧钒。[0004]本发明的另一目的是提供一种纳米磷酸氧钒的制备方法及应用。[0005]为实现上述目的，本发明提供的纳米磷酸氧钒为β相、颗粒状中空结构，粒径为10-30nm，壁厚为1-5nm。[0006]本发明提供的制备上述纳米磷酸氧钒的方法，其步骤