【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂制备，更具体地说，本专利技术涉及改性载体及利用改性载体制备的复合金属氧化物催化剂及其应用。
技术介绍
1、在现代化学工业中，催化剂起着至关重要的作用。它们能够加速化学反应的速率，提高反应的选择性，降低反应的活化能，从而在能源利用、环境保护、材料合成等众多领域具有广泛的应用。例如，在石油炼制过程中，催化剂可以将原油转化为各种有价值的燃料和化工原料；在环保领域，催化剂可用于处理废气中的有害污染物，使其转化为无害物质。
2、复合金属氧化物催化剂由于其独特的结构和性能，已成为许多化学反应的关键催化剂。然而，传统的复合金属氧化物催化剂在某些方面仍存在局限性。例如，在催化低碳烯烃转化为不饱和醛和/或不饱和羧酸的反应中，现有的催化剂可能存在活性不够高、选择性不够好以及稳定性较差等问题。
3、在丙烯酸生产过程中，使用的催化剂可能面临着在高温、高压等反应条件下容易失活，导致丙烯酸产率和质量不稳定的情况。同时，对于原料气中各成分的适应性和反应条件的精准控制也存在一定的挑战。
4、载体作为催化剂的重要组成部分，不仅起到支撑活性组分的作用，还会影响催化剂的活性、选择性和稳定性等性能。例如，载体的比表面积、孔隙率、表面活性等性质会直接影响活性组分在其表面的分散程度和吸附能力。
5、现有的载体在一些方面存在不足，如比表面积较小，导致活性组分分散不均匀，影响催化效果；孔隙率不合适，可能会限制反应物和产物的扩散，降低反应效率；表面活性较低，不利于活性组分的吸附和固定，从而影响催化剂的整体性能。
6、因此，现提出改性载体及利用改性载体制备的复合金属氧化物催化剂及其应用。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供改性载体及利用改性载体制备的复合金属氧化物催化剂及其应用，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种改性载体，包括载体和浸渍吸附于所述载体之上的复合金属氧化物，所述复合金属氧化物的通式为：
3、mo12vaabbccddeeffgon（ⅰ），其中：
4、a选自w、nb、ta、cr、ce、p、te、pb、as、zn中的至少一种；
5、b选自cu、ni、co、fe、mn、zn及镧系元素中的至少一种；
6、c选自sb、te、bi中的至少一种；
7、d、e、f分别独立地选自ⅰa族、ⅱa族、ⅲa族、ⅳb族-ⅵb族、ⅷb族元素中除a、b中已选元素外的至少一种；
8、a的取值范围为2～4；
9、b的取值范围为0.4～2；
10、c的取值范围为1～5；
11、d的取值范围为0.2～1.5；
12、e的取值范围为0.1～0.8；
13、f的取值范围为0.2～1；
14、g的取值范围为1～5；
15、n为满足其它元素化合价所需的氧原子总数。
16、所述载体选自氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化镁、氧化锆、二氧化硅-氧化铝复合载体、碳化硅、氮化硅、硅藻土、沸石中的至少一种，且所述载体经过预处理用于提高其比表面积和孔隙率；
17、以载体的总质量计，所述复合金属氧化物的负载率为1～25%，优选为5～20%。
18、优选地，所述预处理包括载体表面的酸洗、碱洗、热处理或等离子体处理中的至少一种，以提高其表面活性和对复合金属氧化物的吸附能力。
19、优选地，所述复合金属氧化物通过湿化学法、溶胶-凝胶法、浸渍法、共沉淀法或气相沉积法中的至少一种方法负载于载体之上。
20、一种复合金属氧化物催化剂，包括上述所述的改性载体，以及负载在所述改性载体之上的具有式（ⅰ）所示通式的复合金属氧化物。
21、一种复合金属氧化物催化剂的制备方法，用于对上述所述的复合金属氧化物催化剂进行制备，所述制备方法包括：
22、a）将含有mo、v、a、b、c、d、e、f元素的化合物溶解于溶剂中，形成混合溶液，该混合溶液中的各元素化合物在后续步骤中通过与载体表面的相互作用以及在干燥和焙烧过程中的化学反应，共同形成复合金属氧化物；
23、b）将预处理后的改性载体浸渍于所述混合溶液中，进行吸附，此时复合金属氧化物前体开始在载体表面吸附并发生初步反应；
24、c）将吸附后的改性载体进行干燥，去除溶剂，同时促进复合金属氧化物前体在载体表面的进一步转化；
25、d）将干燥后的载体进行焙烧，形成复合金属氧化物催化剂，在焙烧过程中，各元素之间发生复杂的化学反应，形成具有式（ⅰ）所示通式的稳定结构。
26、优选地，步骤d）中所述焙烧的温度为300～500℃，时间为1～10小时，优选为350～450℃，时间为2～8小时。
27、优选地，所述制备方法制备得到的复合金属氧化物催化剂在将低碳烯烃转化为不饱和醛和/或不饱和羧酸中的应用，通过将低碳烯烃与氧分子或者含氧分子的气体进行气相催化氧化反应，生成不饱和醛和/或不饱和羧酸。
28、一种生产丙烯酸的方法，使用上述所述制备方法制备得到的复合金属氧化物催化剂，催化氧化丙烯醛生产丙烯酸，所述催化氧化反应在固定床反应器中进行，原料气中丙烯醛、氧气、水蒸气及惰性气体的比例为1～15%丙烯醛、3～20%氧气、0～20%水蒸气，余量为惰性气体。
29、优选地，所述催化氧化反应的条件包括：反应温度为230～280℃，反应压力0.01～0.2mpa，空速为500～1700h-1，反应管内径25～30mm，反应管长度3500mm。优选地，所述方法还包括对反应产物进行分离和纯化，以获得高纯度的丙烯酸产品。
30、本专利技术提供的改性载体及利用改性载体制备的复合金属氧化物催化剂及其应用具有以下有益效果：
31、1、通过对载体进行预处理（如酸洗、碱洗、热处理或等离子体处理等），可以有效地提高载体的比表面积和孔隙率。较大的比表面积能够使复合金属氧化物更均匀地分散在载体表面，增加活性位点的数量，从而提高催化剂的活性。合适的孔隙率有利于反应物和产物的扩散，提高反应速率和选择性。
32、2、预处理后的载体表面活性得到增强，对复合金属氧化物的吸附能力也相应提高。这使得复合金属氧化物能够更好地固定在载体上，减少在反应过程中的流失，提高催化剂的稳定性，同时也有助于提高活性组分与反应物之间的相互作用，进一步提高催化效果。
33、3、复合金属氧化物的通式中包含了多种元素的选择，通过合理选择不同的元素组合，可以优化催化剂的电子结构和化学性质，从而提高催化剂的活性和选择性。例如，某些元素的添加可以调节催化剂的氧化还原性能，使其更适合特定的反应。
34、4、复合金属氧化物可以通过湿化学法、溶胶-凝胶法、浸渍法、共沉淀法或气相沉积法等多种方法负载于载体之上。这种多样性为催化剂的制备提供了更多的选择和灵活性，可以根据实际本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性载体，其特征在于，包括载体和浸渍吸附于所述载体之上的复合金属氧化物，所述复合金属氧化物的通式为：
2.根据权利要求1所述的改性载体，其特征在于，所述预处理包括载体表面的酸洗、碱洗、热处理或等离子体处理中的至少一种，以提高其表面活性和对复合金属氧化物的吸附能力。
3.根据权利要求2所述的改性载体，其特征在于，所述复合金属氧化物通过湿化学法、溶胶-凝胶法、浸渍法、共沉淀法或气相沉积法中的至少一种方法负载于载体之上。
4.一种复合金属氧化物催化剂，其特征在于，包括权利要求3所述的改性载体，以及负载在所述改性载体之上的具有式（Ⅰ）所示通式的复合金属氧化物。
5.一种复合金属氧化物催化剂的制备方法，用于对权利要求4所述的复合金属氧化物催化剂进行制备，其特征在于，所述制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的复合金属氧化物催化剂制备方法，其特征在于，步骤d）中所述焙烧的温度为300～500℃，时间为1～10小时。
7.根据权利要求6所述制备方法制备得到的复合金属氧化物催化剂在将低碳烯烃转化为不饱和醛和/或不饱和
8.一种生产丙烯酸的方法，其特征在于，使用权利要求6所述制备方法制备得到的复合金属氧化物催化剂，催化氧化丙烯醛生产丙烯酸，所述催化氧化反应在固定床反应器中进行，原料气中丙烯醛、氧气、水蒸气及惰性气体的比例为1～15%丙烯醛、3～20%氧气、0～20%水蒸气，余量为惰性气体。
9.根据权利要求8所述的生产丙烯酸的方法，其特征在于，所述催化氧化反应的条件包括：反应温度为230～280℃，反应压力0.01～0.2MPa空速为500～1700h-1，反应管内径25～30mm，反应管长度3500mm。
10.根据权利要求9所述的生产丙烯酸的方法，其特征在于，所述方法还包括对反应产物进行分离和纯化的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种改性载体，其特征在于，包括载体和浸渍吸附于所述载体之上的复合金属氧化物，所述复合金属氧化物的通式为：
2.根据权利要求1所述的改性载体，其特征在于，所述预处理包括载体表面的酸洗、碱洗、热处理或等离子体处理中的至少一种，以提高其表面活性和对复合金属氧化物的吸附能力。
3.根据权利要求2所述的改性载体，其特征在于，所述复合金属氧化物通过湿化学法、溶胶-凝胶法、浸渍法、共沉淀法或气相沉积法中的至少一种方法负载于载体之上。
4.一种复合金属氧化物催化剂，其特征在于，包括权利要求3所述的改性载体，以及负载在所述改性载体之上的具有式（ⅰ）所示通式的复合金属氧化物。
5.一种复合金属氧化物催化剂的制备方法，用于对权利要求4所述的复合金属氧化物催化剂进行制备，其特征在于，所述制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的复合金属氧化物催化剂制备方法，其特征在于，步骤d）中所述焙烧的温度为300～500℃，时间为1～10...
【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，王亮，黄勇，郭薇，郭耀星，赵志鹏，
申请(专利权)人：上海东化环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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