一种复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种复合材料及其制备方法和应用，属于空气氧化催化剂领域。本发明专利技术提供了一种复合材料，包括载体和负载在载体上的五氧化二钒、酸性磷源改性钛白粉和助剂；所述助剂包括氧化锑、氧化铌和硫酸铯；所述载体为碳化硅、α

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及空气氧化催化剂领域，尤其涉及一种复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]顺丁烯二酸酐(简称顺酐)是不饱和聚酯树脂、1,4丁二醇、γ
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丁内酯和及富马酸等近百种下游有机中间体和专用化学品的主要原料，市场空间广阔。
[0003]正丁烷氧化制顺酐是常用的顺酐制备工艺，但正丁烷氧化制顺酐制备过程是一个强放热反应，工业中常用的非负载型催化剂不能将反应产生的热量及时移走，这不仅使得生成的顺酐很快被过氧化，生成一氧化碳和二氧化碳，造成顺酐选择性和收率的下降；同时局部过热还会使得催化剂发生不可逆相变，使得活性相转变为其它非活性相；或者会使催化剂中的元素溢出，影响催化剂的使用寿命和反应性能，降低收率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种复合材料及其制备方法和应用，本专利技术复合材料催化正丁烷氧化制顺酐时，顺酐的选择性高，收率高；且催化剂的寿命长。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种复合材料，包括载体和负载在载体上的五氧化二钒和助剂；所述助剂包括氧化锑、氧化铌和硫酸铯；所述氧化锑和硫酸铯的质量比为1:0.5～1.5；
[0007]所述载体为碳化硅、α
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氧化铝、TiO2、氮化硼、氮化铝、钛硅分子筛和石墨中的一种。
[0008]优选的，所述载体的粒径为2～12mm。
[0009]优选的，所述五氧化二钒和助剂的总质量为所述载体质量的10～100％。
[0010]本专利技术还提供了上述方案所述复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0011]将五氧化二钒溶解于草酸溶液后与氧化锑、草酸铌和硫酸铯进行混合，得到混合溶液；所述氧化锑和硫酸铯的质量比为1:0.5～1.5；
[0012]将所述混合溶液、碱性酰胺类pH调节剂和碱性聚合物类pH调节剂混合，得到浆料；
[0013]将所述浆料喷洒至载体后进行干燥，得到所述复合材料前驱体；
[0014]将所述复合材料前驱体进行焙烧，得到所述复合材料。
[0015]优选的，所述氧化锑和草酸铌的质量独立地为所述五氧化二钒质量的1～5％。
[0016]优选的，所述碱性酰胺类pH调节剂的质量为所述五氧化二钒质量的0.5～20％；
[0017]优选的，所述碱性酰胺类pH调节剂包括甲酰胺、乙酰胺、N,N
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二甲基甲酰胺和N,N
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二乙基甲酰胺中的一种或多种。
[0018]优选的，所述碱性聚合物类pH调节剂的质量优选为所述五氧化二钒质量的1～35％；
[0019]优选的，所述碱性聚合物类pH调节剂包括聚醋酸乙烯乳胶、聚乙烯醇和聚醚多元醇中的一种或多种。
[0020]本专利技术还提供了上述方案所述复合材料或上述方案所述制备方法制备的复合材料作为催化剂在正丁烷氧化制顺酐反应中的应用。
[0021]本专利技术提供了一种复合材料，包括载体和负载在载体上的五氧化二钒和助剂；所述助剂包括氧化锑、氧化铌和硫酸铯；所述氧化锑和硫酸铯的质量比为1:0.5～1.5；所述载体为碳化硅、α
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氧化铝、TiO2、氮化硼、氮化铝、钛硅分子筛和石墨中的一种。本专利技术中的载体均不与正丁烷反应，使得正丁烷氧化的反应只能在含有活性组分的区域进行。进行正丁烷氧化反应时，载体因不参与反应而起到传热和稀释热点的作用，防止了因局部过热导致的顺酐的转化，从而提升了顺酐的选择性、收率和催化性能的稳定性；通过调整氧氧化锑和硫酸铯的质量比使助剂和载体具有协同促进作用，从而进一步地提升了顺酐的选择性、收率和催化性能的稳定性。并且由于载体的机械强度高，复合材料的强度也得到了提高。
[0022]本专利技术制备方法制备的复合材料，颗粒均匀、生产成本低，既提高了催化剂的性能，又减轻了原料利用率低，工人工作环境差，环境污染严重的问题。
具体实施方式
[0023]本专利技术提供了一种复合材料，包括载体和负载在载体上的五氧化二钒和助剂；所述助剂包括氧化锑、氧化铌和硫酸铯；所述氧化锑和硫酸铯的质量比为1:0.5～1.5；
[0024]所述载体为碳化硅、α
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氧化铝、TiO2、氮化硼、氮化铝、钛硅分子筛和石墨中的一种。
[0025]在本专利技术中，所述复合材料优选包括负载在所述载体上的酸性磷源改性钛白粉。
[0026]在本专利技术中，所述载体的粒径优选为2～12mm，更优选为5～10mm，进一步优选为6～8mm。
[0027]在本专利技术中，所述五氧化二钒和助剂的总质量优选为所述载体质量的10～100％，更优选为20～80％，进一步优选为50～60％。
[0028]在本专利技术中，所述复合材料的粒径优选为载体的粒径。
[0029]本专利技术还提供了所述复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0030]将五氧化二钒溶解于草酸溶液后再与氧化锑、草酸铌和硫酸铯混合进行混合，得到混合溶液；所述氧化锑和硫酸铯的质量比为1:0.5～1.5；
[0031]将所述混合溶液、碱性酰胺类pH调节剂和碱性聚合物类pH调节剂混合，得到浆料；
[0032]将所述浆料喷洒至载体后进行加热，得到所述复合材料前驱体；
[0033]将所述复合材料前驱体进行焙烧，得到所述复合材料。
[0034]本专利技术将五氧化二钒溶解于草酸溶液后再与氧化锑、草酸铌和硫酸铯混合进行混合，得到混合溶液。
[0035]本专利技术将五氧化二钒溶解于草酸溶液时，优选将五氧化二钒加入到草酸溶液中。在本专利技术中，所述草酸溶液的质量浓度优选为5～50％，更优选为10～40％，进一步优选为20～30％。在本专利技术中，所述五氧化二钒与草酸溶液中的草酸摩尔比优选为0.2～2.0：1，更优选为0.5～1.5:1，进一步优选为0.8～1.2:1。在本专利技术中，所述溶解的温度优选为30～100℃，更优选60～80℃，进一步优选为70～75℃；以所述五氧化二钒加完时计，所述溶解的时间优选为0.5～3h，更优选为1.5～2.5h，进一步优选为1.8～2h。
[0036]在本专利技术中，所述氧化锑和草酸铌的质量优选独立地为所述五氧化二钒质量的1
～5％，更优选为2～4％，进一步优选为1.5～3％。在本专利技术中，所述氧化锑优选为五氧化二锑或/或三氧化二锑。在所述混合过程中，氧化锑会和草酸发生中和反应。
[0037]在本专利技术中，所述混合的时间优选为1～6h，更优选为2～5h，进一步优选为3～4h。在本专利技术中，所述混合优选在搅拌的条件下进行。
[0038]得到混合溶液后，本专利技术将所述混合溶液、碱性酰胺类pH调节剂和碱性聚合物类pH调节剂混合，得到浆料。
[0039]本专利技术对所述混合没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方案混合均匀即可。
[0040]在本专利技术中，所述碱性酰胺类pH调节剂的质量优选为所述五氧化二钒的0.5～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，包括载体和负载在载体上的五氧化二钒和助剂；所述助剂包括氧化锑、氧化铌和硫酸铯；所述氧化锑和硫酸铯的质量比为1:0.5～1.5；所述载体为碳化硅、α
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氧化铝、TiO2、氮化硼、氮化铝、钛硅分子筛和石墨中的一种。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述载体的粒径为2～12mm。3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述五氧化二钒和助剂的总质量为所述载体质量的10～100％。4.权利要求1～3任一项所述复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将五氧化二钒溶解于草酸溶液后与氧化锑、草酸铌和硫酸铯进行混合，得到混合溶液；所述氧化锑和硫酸铯的质量比为1:0.5～1.5；将所述混合溶液、碱性酰胺类pH调节剂和碱性聚合物类pH调节剂混合，得到浆料；将所述浆料喷洒至载体后进行干燥，得到所述复合材料前驱体；将所述复合材料前驱体进行焙烧，得到所述复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李实，能盈，孔爱丽，
申请(专利权)人：上海赛斯格恩化学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：