钒磷氧化物催化剂的生产方法技术

通过从Ｖ↑［４＋］离子和Ｖ↑［５＋］离子的４５－６５克／升溶液中沉淀出含钡和磷的分子式为ＶＯＨＰＯ↓［４］.１／２Ｈ↓［２］Ｏ的络合物组成的沉淀物，生产钒磷氧化物（ＶＰＯ）催化剂的方法。此沉淀物在惰性气氛中焙烧产生ＶＰＯ催化剂，催化剂的活性相是（ＶＯ）↓［２］Ｐ↓［２］Ｏ↓［９］，上述的溶液含有Ｂｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｇ和Ｍｏ中的至少两种金属阳离子，以使沉淀物含有掺杂金属阳离子占总量的１－２５％（重量），余量为上述的络合物，每一掺杂金属产生０．１－２０％（质量）的沉淀。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是钒磷氧化物(VPO)催化剂。更准确地说，本专利技术涉及的是生产VPO催化剂的方法，该催化剂适用于C4和C5链烷烃及烯族烃对顺丁烯二酐、邻苯二甲酸酐和乙酸的氧化，特别是对由费-托法(Fischer-Tropsch Processes)生产的链烷烃和烯族烃。并且介绍了根据本专利技术的方法生产VPO催化剂。本专利技术提供生产钒磷氧化物(VPO)催化剂的方法，该方法包括以下步骤从含有溶解的V4+离子和V5+离子总体浓度45-65克/升的溶液中沉淀出含钒和磷的分子式为VOHPO4·1/2H2O沉淀物的络合物组成的；和将沉淀物在惰性气氛中焙烧，产生VPO催化剂，催化剂具有分子式为(VO)2P2O9的活性相。沉淀出沉淀物的溶液中含有从Bi、Zr、Cr、Ce、Co、Mn、Mg和Mo中选出的至少二种溶解的掺杂金属阳离子，溶解的掺杂金属阳离子的数量按比例为1-25％(质量)，余量为VOHPO4·1/2H2O络合物，每一掺杂金属产生的沉淀物为0.1-20％(质量)。最好是，溶解的V4+离子比例对溶解的V5+离子的比例要尽可能地高。此外，溶液中溶解的V4+离子与V5+离子的比率可以使VPO催化剂中V4+离子对V5+离子的摩尔比在焙烧后为0.1-10摩尔％，典型的为0.5-5％。最好是，溶液中溶解的V4+离子和V5+离子的总浓度为50-60克/升，溶解的掺杂金属阳离子按比例存在于溶液中，使沉淀物含有掺杂金属2-20％(质量)，每一掺杂金属产生沉淀物0.5-15％(质量)，溶液中溶解的V4+离子与V5+离子之比可以使VPO催化剂中的该两种离子摩尔比为0.1-10摩尔％，典型的为0.5-5摩尔％。沉淀出沉淀物的溶液可含有选自上述的Bi、Zr、Cr、Ce、Co、Mr、Mg和Mo中2-3种掺杂金属溶解的阳离子。掺杂金属中的一种可以是Bi，在沉淀出沉淀物的溶液中Bi阳离子按比例存在，使Bi产生1-15％(质量)的沉淀物，除了Bi阳离子外，溶液中还含有选自Zr，Mn与Ce、Co、Ce、Zr与Ce，和Zr与Co中的1-2种其它掺杂金属阳离子。掺杂金属中的一种可以是Zr，在沉淀出沉淀物的溶液中Zr阳离子按比例存在，使Zr产生1-15％(质量)的沉淀物，除了Zr阳离子外，溶液中还含有选自Bi、Cr、Ce与Cr、Ce、Co、Bi与Ce、和Bi与Co中的1-2种其它掺杂金属的阳离子。掺杂金属中的一种可以是Cr，在沉淀出沉淀物的溶液中Cr阳离子按一定比例存在，使Cr产生1-15％(质量)的沉淀物。除了Cr阳离子外，溶液还含有选自Zr、和Ce与Zr中的1-2种其它掺杂金属的阳离子。掺杂金属中之一可以是Ce，在沉淀出沉淀物的溶液中Ce阳离子按一定比例存在，使Ce产生1-15％(质量)的沉淀物。除了Ce阳离子外，溶液还含有选自Zr与Cr，Zr、Bi与Mn、Bi、Bi与Zr，和Mn与Mg中的1-2种其它掺杂金属的阳离子。掺杂金属中之一可以是Co，在沉淀出沉淀物的溶液中，Co阳离子按一定比例存在，使Co产生1-15％(质量)的沉淀物，除了Co阳离子外，溶液还含有选自Zr、Bi，Bi与Zr中的1-2种其它掺杂金属的阳离子。掺杂金属中之一可以是Mn，在沉淀出沉淀物的溶液中，Mn阳离子按一定比例存在，使Mn产生1-15％(质量)的沉淀物。除了Mn阳离子外，溶液还含有选自Bi与Ce，Mg与Ce，Mo中的1-2种其它掺杂金属阳离子。掺杂金属中之一可以是Mg，在沉淀出沉淀物的溶液中，Mg阳离子按一定比例存在，使Mg产生1-20％(质量)的沉淀物，溶液含有除了Mg阳离子外的Mn和Ce掺杂金属阳离子。掺杂金属之中之一可以是Mo，沉淀出沉淀物的溶液中，Mo阳离子按一定比例存在，使Mo产生1-20％(质量)的沉淀物，除了Mo阳离子外，溶液含有掺杂金属Mn的阳离子。溶液可含有从醇类和二种或多种醇类的混合物中选出的一种溶剂。当溶剂是二种醇类的混合物时，醇类可按质量之比为1∶2-2∶1。尤其是，溶剂可以是无水的。醇类选自于异丁醇、苯甲醇、乙醇、辛醇、2-丁醇、异丙醇和任何两种或多种醇类的混合物。更准确地说溶剂可以是两种上述醇类的混合物。本方法包括予先获得溶解有V4+离子和V5+离子溶液的步骤，先将溶剂中溶解的V5+离子的部分还原成V4+离子。还原V5+阳离子成为V4+阳离子，可使用一种适当的还原剂。在溶剂中溶解V5+离子可通过将五氧化二钒(V2O5)与溶剂相混合来完成。当溶剂是一种醇并且是无水的时，其还原剂可选自苯甲醇、异丁醇或异丙醇。使溶剂和还原剂都是相同的醇，还原可通过搅拌使溶液回流任意地流动(在大气压下较方便)，在适当温度下进行沉淀。更详细地说，V5+离子还原成V4+离子可用一种还原剂，此法包括回流含有V5+离子的溶剂与还原剂。溶剂和还原剂可以是任意相同的醇。沉淀作用可通过对溶液添加磷酸盐离子进行，例如对溶液添加磷酸。为了还原，可采用正规的实验程序来确定适宜的还原剂和使用的适当比例，确定回流和搅拌的适当周期，确定适当的搅拌温度，确定适当的回流压力和温度。如果回流压力不同于大气压时，回流进行过所要求的一段时间之后，例如3-20小时后，优选6-15小时后，并且搅拌进行了所要求的一段时间，例如12-36小时，优选18-30小时，认为还原达到了所要求的完成程度，将溶液冷却至室温。然后，把沉淀的络合物收集起来，在焙烧之前，予以冲洗和干燥。最好，焙烧在用充注氩气的烘箱内，按照适当的加热程序进行。这样，加热速度、冷却速度、最高温度及任意温度的保温时间都可由正规的实验来确定，最高温度为400-500℃，最好420-480℃，450℃是适宜的。这样，焙烧就是在惰性气氛中将沉淀物加热至最高温度400-500℃。掺杂金属阳离子通过溶解一适宜的掺杂化合物(通称为促进剂化合物，掺杂阳离子也称为促进剂阳离子)在溶剂中而溶解在溶剂中。适宜的掺杂化合物如下为得到Bi阳离子的可用(BiO)2·CO3；为得到Zr阳离子的可用ZrOCl2·8H2O，ZrOCl2；为得到Cr阳离子的可用CrO3；为得到Ce阳离子的可用Ce(NO3)3·6H2O；为得到Co阳离子的可用CO3(PO4)2·8H2O；为得到Mn阳离子的可用MnCl2·4H2O；为得到Mg阳离子的可用MgO；为得到Mo阳离子的可用MoO3；本专利技术的VPO催化剂可根据上面叙述的方法生产。现在，本专利技术通过非限定实施例，参考下述的实施例加以说明。在这些实施例中，除非另有说明，回流、搅拌和焙烧的进行都是在大气压下，室温为20-25℃完成的。实施例1VOHPO4·1/2H2O(97.5％质量)+1％Bi促进剂+1.5％Zr促进剂用90毫升苯甲醇和60毫升异丁醇组成的溶剂溶解15克V2O5，0.14克ZrOCl2·8H2O和0.211克(BiO)2·CO3。这样形成的溶液在大气压下回流7小时。然后在室温下搅拌16小时，将26克的98％(质量)H3PO4加入到溶液中，然后在回流中搅拌混合3小时，将此溶液冷至室温，随着H3PO4的加入就产生了沉淀物，用过滤的方法将沉淀回收。用水(约5升)将沉淀物彻底清洗，然后将得到的兰色固体在烘箱中于150℃干燥12小时，就得到催化剂前体。将催化剂前体在烘箱形的反应容器内于惰性气氛中焙烧。氩气用作惰性气氛，用来充注本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产钒磷氧化物（ＶＰＯ）催化剂的方法，该方法包括以下步骤：从含有溶解的Ｖ↑［４＋］离子和Ｖ↑［５＋］离子总浓度为４５－６５克／升的溶液中沉淀出含钒和磷的分子式为ＶＯＨＰＯ↓［４］.１／２Ｈ↓［２］Ｏ的络合物组成的沉淀物；在惰性气氛中 焙烧此沉淀物、产生具有分子式为（ＶＯ）↓［２］Ｐ↓［２］Ｏ↓［９］的活性相的ＶＰＯ催化剂，由此溶液中沉淀出的沉淀物含有选自Ｂｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｇ和Ｍｏ中至少两种掺杂剂金属，所述溶解的掺杂剂金属阳离子在溶液中按一定比例存在，以便使沉淀物中含有１－２５％（质量）掺杂金属阳离子，余量为ＶＯＨＰＯ↓［４］.１／２Ｈ↓［２］Ｏ络合物，每一掺杂金属生成０．１－２０％（质量）的沉淀物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：萨德什哈里克汉德苏克拉杰，
申请(专利权)人：萨索尔技术控股有限公司，
类型：发明
国别省市：ZA[南非]