用於甲苯氣相選擇氧化制苯甲醛的催化劑及其製法的製作方法
2023-09-22 11:02:05 3
專利名稱：：用於甲苯氣相選擇氧化制苯甲醛的催化劑及其製法的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種用於甲苯氣相選擇氧化制苯甲醛的催化劑，特別是一種釩氧化物負載介孔材料的催化劑。本發明還涉及該催化劑的製備方法。
背景技術：
：苯甲醛俗稱苦杏仁油，是一種重要的芳香醛，可用於生產苯甲醇、苯胺、苯甲酮以及其他殺蟲劑等產品。由於苯甲醛具有獨特的甜味、芳香味和杏仁氣味，也是合成香精香料的重要中間體，主要用於生產月桂酸、月桂醛和品綠等。苯甲醛及其衍生物作為重要的有機中間體，在化學工業中有著廣泛的應用。目前國內苯甲醛市場需求量逐年增加，而國內外一般採用甲苯氯化水解法制苯甲醛。該方法需經四步有機反應才能製得苯甲醛，存在工藝流程長、產物分離比較困難、產品中含氯且排放出腐蝕性氣體和有機廢物等缺點。因此，探索新的高效、清潔的苯甲醛合成工藝是必然趨勢。簡單清潔的甲苯直接氧化工藝因其反應一步完成，原料單一且反應條件溫和，而成為人們研究的熱點。甲苯直接氧化法制苯甲醛工藝主要分為直接氣相氧化和直接液相氧化。在甲苯部分氧化制苯甲醛的工藝開發過程中，催化劑的研究是極為重要的一環，開發出高效的催化劑一直是人們追求的目標。釩基催化劑是目前應用較為廣泛的氧化反應催化劑。對負載型釩基催化劑來說，具有大表面積的Si02、Ti02、Al203、Zr02以及磷酸鹽等被廣泛用作負載載體，但是，以上這些載體均屬於無定形結構，不能有效構成甲苯直接氧化制苯甲醛反應過程中的選擇氧化。
發明內容本發明的目的是提供一種釩負載介孔材料催化劑，以能夠在溫和氧化反應條件下高選擇性合成苯甲醛。本發明的目的是這樣實現的，以釩氧化物沉積負載於介孔材料SBA-15表面，並在催化劑中引入Ti金屬改性，改善苯甲醛的選擇性並同時抑制C02等副產物的生成。本發明用於甲苯氣相選擇氧化制苯甲醛的催化劑的重量份數組成為負載介孔材料sba-15:v:Ti=ioo:iio:o15。其中，所述催化劑中是以NH4V03為釩源，以TiCl4為鈦源。本發明提供的催化劑的製備方法包括以下步驟a.以NH4V03為釩源，TiCl4為鈦源，按照釩負載量l10wt^、鈦負載量015wt^配製成一定濃度的，與負載介孔材料SBA-15等孔體積的釩酸銨和四氯化鈦水溶液；b.採用等體積浸漬法，在上述水溶液中加入等孔體積的SBA-15，浸漬，烘乾；c.60(TC空氣中焙燒6小時，得到催化劑。本發明的催化劑主要用於甲苯氣相選擇氧化制苯甲醛，其應用條件為反應溫度3205Q0。C，壓力00.5MPa，物料進料體積比甲苯02:N2=0.51:1020:4060。本發明的催化劑製備方法簡單，易於操作，製成的催化劑組分分布均勻，各組分之間存在較強的相互作用，乾燥後可以直接成型，也可以加粘結劑壓片或擠條成型。本發明的催化劑抗燒結性能較好，並且經焙燒後的催化劑機械強度較好。用本發明催化劑進行甲苯氣相氧化合成苯甲醛，CO轉化率570%，苯甲醛選擇性為4095%，催化劑反應性能重複性較好，在甲苯氣相氧化中有著潛在的應用價值。具體實施例方式實施例8釩負載量2wt%，鈦負載量6wt%，按照實施例3方法製備得到催化劑8#。甲苯氧化反應條件t=45(rc，進料體積比甲苯02:N2=i:io:40，結果見表1。實施例9釩負載量5wt%，按照實施例1方法製備得到催化劑9#。甲苯氧化反應條件t=42(rc，進料體積比甲苯02:N2=i:io:40，結果見表1。實施例10釩負載量2wt%，鈦負載量14wt%，按照實施例3方法製備得到催化劑10#。甲苯氧化反應條件t=45(rc，進料體積比甲苯02:N2=i:io:40，結果見表1。表1實施例反應結果tableseeoriginaldocumentpage5進料體積比甲苯02:N2=l:10:40，反應溫度T=420°C(1#、2#、5#、7#、9#)，T=450°C(3#、4#、6#、8#、10#)。權利要求用於甲苯氣相選擇氧化制苯甲醛的催化劑，所述催化劑的重量份數組成為負載介孔材料SBA-15∶V∶Ti＝100∶1～10∶0～15。2.根據權利要求1所述的催化劑，其特徵是所述催化劑中是以NH4V03為釩源。3.根據權利要求l所述的催化劑，其特徵是所述催化劑中的Ti是以TiCl4的形式引入。4.權利要求1所述催化劑的製備方法，包括以下步驟a.以NH4V03為釩源，TiCl4為鈦源，按照釩負載量110wt^、鈦負載量015wt^配製成一定濃度的，與負載介孔材料SBA-15等孔體積的釩酸銨和四氯化鈦水溶液；b.採用等體積浸漬法，在上述水溶液中加入等孔體積的SBA-15，浸漬，烘乾；c.60(TC空氣中焙燒6h，得到催化劑。5.權利要求1所述催化劑在甲苯氣相選擇氧化制苯甲醛上的應用，其特徵是催化劑的使用條件為反應溫度32050(TC，壓力00.5MPa，物料進料體積比甲苯02:N2=0.51:1020:4060。全文摘要用於甲苯氣相選擇氧化制苯甲醛的催化劑，該催化劑的重量份數組成為負載介孔材料SBA-15∶V∶Ti＝100∶1～10∶0～15，採用等體積浸漬法製備，在以NH4VO3為釩源、TiCl4為鈦源配製成的水溶液中加入等孔體積的SBA-15，浸漬，烘乾，600℃空氣中焙燒6小時，得到催化劑。本發明催化劑製備方法簡單，組分分布均勻，各組分間存在較強的相互作用，抗燒結性能好，進行甲苯氣相氧化合成苯甲醛，CO轉化率5～70％，苯甲醛選擇性40～95％，催化劑反應性能重複性較好。文檔編號C07C45/36GK101791569SQ20101012989公開日2010年8月4日申請日期2010年3月19日優先權日2010年3月19日發明者胡拖平申請人:中北大學