一种复合氧化物催化剂的制备方法及应用属于氧化物催化剂制备及应用领域，具体来讲涉及一种复合氧化物催化剂的制备方法及在低温二氧化碳氧化乙苯脱氢制备苯乙烯反应中的应用方法。主要解决反应催化剂低温催化活性较低的问题。本发明专利技术采用溶胶－凝胶法，通过溶胶、凝胶、老化、干燥、焙烧等步骤制备以二氧化钛为基体的钒钛复合氧化物催化剂，并将其用于二氧化碳气氛下的低温乙苯脱氢制备苯乙烯反应，催化剂具有较好的乙苯转化率和苯乙烯选择性。
【技术实现步骤摘要】
一种复合氧化物催化剂的制备方法及应用属于氧化物催化剂制备及应用领域，具体来讲涉及一种复合氧化物催化剂的制备方法及在低温二氧化碳氧化乙苯脱氢制备苯乙烯反应中的应用方法。
技术介绍
自从1937年Dow和BASF公司联合开发出乙苯催化脱氢法并工业化以来，经过近70年的探索研究，乙苯催化脱氢制苯乙烯的工艺流程、催化剂及反应器均已成熟，但物耗和能耗已降低到接近极限值水平。乙苯二氧化碳氧化脱氢(CO2-EBDH)制苯乙烯是近年来针对热力学控制类型反应提出的一种新型研究方法，该方法以CO2作为温和的氧化剂，利用脱氢反应和逆水煤气变换反应耦合，是一条有效利用CO2资源和降低能耗的“绿色化学”途径，该方法的关键在于开发低温高活性催化剂。目前文献报道的催化剂大都为负载型催化剂，最常见的活性组分是Fe和V的氧化物，其次是Zr、Cr、La、Ce、Cu、Ni、Co、Na和Mg等元素的氧化物。Al2O3、AC、MgO、ZnO、WO3、TiO2、SiO2、CeO2、ZrO2、SiO2及各种分子筛用作载体；碱金属如Li、Na、K的氧化物，碱土金属如Be、Mg、Ca的氧化物及其它元素如Sb、Cr等的氧化物作为助剂。但是上述催化剂大都用于高温脱氢反应，本专利技术报道的用于低温反应的复合氧化物催化剂尚未见报道。
技术实现思路
本专利技术一种复合氧化物催化剂的制备方法及应用目的在于，旨在解决的技术问题是找到一种适合低温二氧化碳乙苯氧化脱氢反应的催化剂，提高乙苯转化率和苯乙烯的选择性。从而公开一种具有操作简便，催化活性较高特点的复合氧化物催化剂的制备方法及应用方法的技术方案。本专利技术一种复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于采用溶胶-凝胶法，具体来讲就是以钛酸丁酯、异丙醇钛中的一种作为钛源，金属钒盐为活性组分催化剂前驱体，碱金属和碱土金属为助剂，在合成过程中添加盐酸、冰醋酸、乙酰丙酮中的至少一种作为抑制剂，其中催化剂前驱体各物料的摩尔比为V∶(V+Ti)＝0～20mol％，V∶助剂＝0～10，溶胶搅拌至凝胶后经过老化，干燥，焙烧后制得钒钛复合氧化物催化剂。上述一种复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于所述的金属钒盐的取值范围为0～20mol％。上述一种复合氧化物催化剂的制备方法的应用，其特征在于是将权利要求1所制备的催化剂应用于低温二氧化碳气氛下的乙苯脱氢制备苯乙烯，具体方法如下催化剂置于石英管式反应器的恒温段，反应开始前通入5～30分钟二氧化碳气体，每次催化剂用量190～210mg，平均粒径200～300μm；反应温度250～450℃，常压；CO2/乙苯进料摩尔比在10～20，液态产物经稀释处理后由HP6890型气相色谱分析仪分析，HP-PLOT Q毛细管柱，柱温200℃，氢火焰离子检测器(FID)，高纯氮气作载气，检测器温度250℃，采用外标法定量，产物分布以摩尔百分含量(mol％)表示。液态产物分析方法经稀释处理后由HP6890型气相色谱分析仪分析，HP-PLOT Q毛细管柱，柱温200℃，氢火焰离子检测器(FID)，高纯氮气作载气，检测器温度250℃，采用外标法定量，产物分布以摩尔百分含量(mol％)表示。本专利技术一种复合氧化物催化剂的制备方法及应用的优点在于通过采用溶胶-凝胶法合成乙苯二氧化碳低温脱氢反应的催化剂，较好的解决了低温脱氢反应催化剂活性较低的问题，具有操作简便，催化活性较高特点。下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步阐述。具体实施例方式实施方式1量取20ml无水乙醇于烧杯中，在剧烈搅拌下缓慢滴加10.9ml钛酸丁酯。搅拌15min后缓慢滴加480μl 12mol/L HCl，5min后滴加40μl 8mol/L HCl；继续搅拌30min后按比例称取0.197gNH4VO3，并用0.25mol/L的草酸溶液溶解，完全溶解后滴加4ml无水乙醇；至此将溶液缓慢滴加到钛酸丁酯的乙醇溶液中；继续搅拌直至成胶。胶体置于空气中老化，老化完毕后，以0.5℃/min的升温速率升温至设定温度550℃焙烧4h。置于干燥器中待用，催化剂标记为A。在一连续流动的石英管式固定床反应器中对催化剂进行活性评价，催化剂用量200mg，平均粒径200μm；反应温度450℃，常压，CO2/EB摩尔比为10；分析方法如下液态产物经稀释处理后由HP6890型气相色谱分析仪分析，HP-PLOT Q毛细管柱，柱温200℃，氢火焰离子检测器(FID)，高纯氮气作载气，检测器温度250℃，采用外标法定量。催化剂活性评价结果见表1。实施方式2量取20ml无水乙醇于烧杯中，滴加2ml冰醋酸，在剧烈搅拌下缓慢滴加10.9ml钛酸丁酯。搅拌15min后缓慢滴加480μl 12mol/L HCl，5min后滴加40μl 8mol/LHCl；继续搅拌30min后按比例称取0.117gNH4VO3，并用0.25mol/L的草酸溶液溶解，完全溶解后滴加4ml无水乙醇；至此将溶液缓慢滴加到钛酸丁酯的乙醇溶液中；继续搅拌直至成胶。胶体置于空气中老化，老化完毕后，以0.5℃/min的升温速率升温至设定温度550℃焙烧4h，置于干燥器中待用，催化剂标记为B。催化剂用量250mg，平均粒径200μm催化剂活性评价条件同实施方式1。催化剂活性评价结果见表1。实施方式3量取20ml无水乙醇于烧杯中，滴加0.15ml乙酰丙酮，在剧烈搅拌下缓慢滴加10.9ml钛酸丁酯。搅拌15min后缓慢滴加480μl 12mol/L HCl，5min后滴加40μl8mol/L HCl；继续搅拌30min后按比例称取0.197gNH4VO3，并用0.25mol/L的草酸溶液溶解，完全溶解后滴加4ml无水乙醇；至此将溶液缓慢滴加到钛酸丁酯的乙醇溶液中；继续搅拌直至成胶。胶体置于空气中老化，老化完毕后，以0.5℃/min的升温速率升温至设定温度550℃焙烧4h。置于干燥器中待用，催化剂标记为C。催化剂用量300mg，平均粒径200μm催化剂活性评价条件同实施方式1。催化剂活性评价结果见表1。实施方式4量取20ml无水乙醇于烧杯中，滴加0.15ml乙酰丙酮，在剧烈搅拌下缓慢滴加10.9ml钛酸丁酯。搅拌15min后缓慢滴加480μl 12mol/L HCl，5min后滴加40μl8mol/L HCl；继续搅拌30min后按比例称取0.197gNH4VO3和0.016gCH3COOK的混合物，并用0.25mol/L的草酸溶液溶解，完全溶解后滴加4ml无水乙醇；至此将溶液缓慢滴加到钛酸丁酯的乙醇溶液中；继续搅拌直至成胶。胶体置于空气中老化，老化完毕后，以0.5℃/min的升温速率升温至设定温度550℃焙烧4h。置于干燥器中待用，催化剂标记为D。催化剂用量300mg，平均粒径200μm催化剂活性评价条件同实施方式1。催化剂活性评价结果见表1。实施方式5量取20ml无水乙醇于烧杯中，在剧烈搅拌下缓慢滴加9.6ml异丙醇钛。搅拌15min后缓慢滴加480μl 12mol/L HCl，5min后滴加40μl 8mol/L HCl；继续搅拌30min后按比例称取0.117gNH4VO3，并用0.25mol/L的草酸溶液溶解，完全溶解后滴加4ml无水乙醇；至此将溶液缓慢滴加到钛酸丁酯的乙醇溶液中；继续搅拌直至成胶。胶体置于空气中老化，老本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合氧化物催化剂的制备方法，其特征在于采用溶胶－凝胶法，具体来讲就是以钛酸丁酯、异丙醇钛中的一种作为钛源，金属钒盐为活性组分催化剂前驱体，碱金属和碱土金属为助剂，在合成过程中添加盐酸、冰醋酸、乙酰丙酮中的至少一种作为抑制剂，其中催化剂前驱体各物料的摩尔比为：Ｖ∶（Ｖ＋Ｔｉ）＝０～２０ｍｏｌ％，Ｖ∶助剂＝０～１０，溶胶搅拌至凝胶后经过老化，干燥，焙烧后制得钒钛复合氧化物催化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李文英，李晓红，冯杰，宋瑞伟，谢克昌，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。