核壳型钒基金属氧化物催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于低碳烷烃化学链氧化脱氢催化剂技术领域，公开了一种核壳型钒基金属氧化物催化剂及其制备方法和应用，该核壳催化剂的内核为至少含有金属钒的金属氧化物纳米颗粒，并作为体相供氧剂；表面壳层为基于钒氧化物和碱土金属氧化物固相反应生成的碱土金属钒酸盐，并作为催化活性位点；制备方法为先得到金属氧化物纳米颗粒，再将碱土金属的前驱体盐溶于水中形成浸渍液，并将浸渍液浸渍到金属氧化物纳米颗粒上，所得物质干燥后进行焙烧得到目标产物。本发明专利技术的核壳型多金属氧化物催化剂应用于化学链丙烷氧化脱氢反应，能够在不牺牲丙烷转化率的前提下兼具高的丙烯选择性；其具有低碳烷烃单程高转化率，目标产物烯烃高选择性的突出优势。出优势。出优势。

【技术实现步骤摘要】
核壳型钒基金属氧化物催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于低碳烷烃化学链氧化脱氢催化剂
，具体来说，是涉及一种核壳型复合金属氧化物催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]丙烯是最为重要的化工原料之一，也是三大合成材料的基本原料。在众多新兴丙烯生产工艺中，具有较高经济性的丙烷脱氢工艺受到广泛关注。目前，工业上广泛应用的是美国UOP公司的Oleflex工艺和ABB&Lummus公司的Catofin工艺。但是丙烷脱氢是强吸热反应，需要在高温下运行，并且转化率受热力学平衡限制。为了提升平衡转化率，通常采用高反应温度、低反应压力或稀释原料气的策略。然而上述策略的实施往往引入附加的操作成本、加速副反应发生和催化剂的失活。丙烷氧化脱氢(ODH)为不受热力学平衡限制的放热反应，被认为是丙烷制丙烯的另一种创新途径。然而ODH是一个具有挑战性的反应，因为丙烷
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氧气共同进料存在着安全隐患，而且纯氧作为反应物较高的经济成本，以及氧气氛围下烷烃分子过度氧化共同成为制约其商业化的主要因素。
[000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核壳型钒基金属氧化物催化剂，包括内核和表面壳层，其特征在于，所述内核为至少含有金属钒的金属氧化物纳米颗粒，所述表面壳层为基于钒氧化物和碱土金属氧化物固相反应生成的碱土金属钒酸盐；所述金属氧化物纳米颗粒作为体相供氧剂，所述碱土金属钒酸盐作为催化活性位点；其中，所述金属氧化物纳米颗粒中除金属钒以外的的金属A为Fe,Bi,Mn中的至少一种；其中，所述碱土金属钒酸盐中的碱土金属B为Mg,Ca,Sr,Ba中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种核壳型钒基金属氧化物催化剂，其特征在于，所述金属A的质量为催化剂总质量的0
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30wt.％；所述碱土金属B的质量为催化剂总质量的1
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20wt.％。3.根据权利要求1所述的一种核壳型钒基金属氧化物催化剂，其特征在于，所述金属氧化物纳米颗粒的粒径为100
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200nm，所述表面壳层的厚度为1
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10nm。4.一种如权利要求1
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3中任一项所述核壳型钒基金属氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：(1)将金属A的前驱体盐和钒前驱体盐分别溶于水后，再将两者混合均匀；而后混合液在水浴中加热蒸干；其中，金属A为Fe,Bi,Mn中的至少一种；(2)将步骤(1)得到的物质干燥后进行焙烧，焙烧气氛为空气，焙烧温度为500
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700℃，焙烧后得到所述金属氧化物纳米颗粒；(3)将金属B的前驱体盐溶于水中形成浸渍液，将浸渍液浸渍到步骤(2)得到的所述金属氧化物纳米颗粒上；其中，金属B为Mg,Ca,Sr,Ba中的至少一种；(4)将步骤(3)得到的物质干燥后进行焙烧，焙烧气氛为空气，焙烧温度为500
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700℃；焙烧后得到所述核壳型钒基复合金属氧化物催化剂。5.根据权利要求4所述核壳型钒基金属氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩金龙，王伟，陈赛，裴春雷，赵志坚，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：