專利名稱：：用于甲苯氣相選擇氧化制苯甲醛的催化劑及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于甲苯氣相選擇氧化制苯甲醛的催化劑，特別是一種釩氧化物負(fù)載介孔材料的催化劑。本發(fā)明還涉及該催化劑的制備方法。
背景技術(shù)：
：苯甲醛俗稱苦杏仁油，是一種重要的芳香醛，可用于生產(chǎn)苯甲醇、苯胺、苯甲酮以及其他殺蟲劑等產(chǎn)品。由于苯甲醛具有獨(dú)特的甜味、芳香味和杏仁氣味，也是合成香精香料的重要中間體，主要用于生產(chǎn)月桂酸、月桂醛和品綠等。苯甲醛及其衍生物作為重要的有機(jī)中間體，在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)苯甲醛市場需求量逐年增加，而國內(nèi)外一般采用甲苯氯化水解法制苯甲醛。該方法需經(jīng)四步有機(jī)反應(yīng)才能制得苯甲醛，存在工藝流程長、產(chǎn)物分離比較困難、產(chǎn)品中含氯且排放出腐蝕性氣體和有機(jī)廢物等缺點(diǎn)。因此，探索新的高效、清潔的苯甲醛合成工藝是必然趨勢。簡單清潔的甲苯直接氧化工藝因其反應(yīng)一步完成，原料單一且反應(yīng)條件溫和，而成為人們研究的熱點(diǎn)。甲苯直接氧化法制苯甲醛工藝主要分為直接氣相氧化和直接液相氧化。在甲苯部分氧化制苯甲醛的工藝開發(fā)過程中，催化劑的研究是極為重要的一環(huán)，開發(fā)出高效的催化劑一直是人們追求的目標(biāo)。釩基催化劑是目前應(yīng)用較為廣泛的氧化反應(yīng)催化劑。對負(fù)載型釩基催化劑來說，具有大表面積的Si02、Ti02、Al203、Zr02以及磷酸鹽等被廣泛用作負(fù)載載體，但是，以上這些載體均屬于無定形結(jié)構(gòu)，不能有效構(gòu)成甲苯直接氧化制苯甲醛反應(yīng)過程中的選擇氧化。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種釩負(fù)載介孔材料催化劑，以能夠在溫和氧化反應(yīng)條件下高選擇性合成苯甲醛。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，以釩氧化物沉積負(fù)載于介孔材料SBA-15表面，并在催化劑中引入Ti金屬改性，改善苯甲醛的選擇性并同時抑制C02等副產(chǎn)物的生成。本發(fā)明用于甲苯氣相選擇氧化制苯甲醛的催化劑的重量份數(shù)組成為負(fù)載介孔材料sba-15:v:Ti=ioo:iio:o15。其中，所述催化劑中是以NH4V03為釩源，以TiCl4為鈦源。本發(fā)明提供的催化劑的制備方法包括以下步驟a.以NH4V03為釩源，TiCl4為鈦源，按照釩負(fù)載量l10wt^、鈦負(fù)載量015wt^配制成一定濃度的，與負(fù)載介孔材料SBA-15等孔體積的釩酸銨和四氯化鈦水溶液；b.采用等體積浸漬法，在上述水溶液中加入等孔體積的SBA-15，浸漬，烘干；c.60(TC空氣中焙燒6小時，得到催化劑。本發(fā)明的催化劑主要用于甲苯氣相選擇氧化制苯甲醛，其應(yīng)用條件為反應(yīng)溫度3205Q0。C，壓力00.5MPa，物料進(jìn)料體積比甲苯02:N2=0.51:1020:4060。本發(fā)明的催化劑制備方法簡單，易于操作，制成的催化劑組分分布均勻，各組分之間存在較強(qiáng)的相互作用，干燥后可以直接成型，也可以加粘結(jié)劑壓片或擠條成型。本發(fā)明的催化劑抗燒結(jié)性能較好，并且經(jīng)焙燒后的催化劑機(jī)械強(qiáng)度較好。用本發(fā)明催化劑進(jìn)行甲苯氣相氧化合成苯甲醛，CO轉(zhuǎn)化率570%，苯甲醛選擇性為4095%，催化劑反應(yīng)性能重復(fù)性較好，在甲苯氣相氧化中有著潛在的應(yīng)用價值。具體實(shí)施例方式實(shí)施例8釩負(fù)載量2wt%，鈦負(fù)載量6wt%，按照實(shí)施例3方法制備得到催化劑8#。甲苯氧化反應(yīng)條件t=45(rc，進(jìn)料體積比甲苯02:N2=i:io:40，結(jié)果見表1。實(shí)施例9釩負(fù)載量5wt%，按照實(shí)施例1方法制備得到催化劑9#。甲苯氧化反應(yīng)條件t=42(rc，進(jìn)料體積比甲苯02:N2=i:io:40，結(jié)果見表1。實(shí)施例10釩負(fù)載量2wt%，鈦負(fù)載量14wt%，按照實(shí)施例3方法制備得到催化劑10#。甲苯氧化反應(yīng)條件t=45(rc，進(jìn)料體積比甲苯02:N2=i:io:40，結(jié)果見表1。表1實(shí)施例反應(yīng)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>進(jìn)料體積比甲苯02:N2=l:10:40，反應(yīng)溫度T=420°C(1#、2#、5#、7#、9#)，T=450°C(3#、4#、6#、8#、10#)。權(quán)利要求用于甲苯氣相選擇氧化制苯甲醛的催化劑，所述催化劑的重量份數(shù)組成為負(fù)載介孔材料SBA-15∶V∶Ti＝100∶1～10∶0～15。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征是所述催化劑中是以NH4V03為釩源。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的催化劑，其特征是所述催化劑中的Ti是以TiCl4的形式引入。4.權(quán)利要求1所述催化劑的制備方法，包括以下步驟a.以NH4V03為釩源，TiCl4為鈦源，按照釩負(fù)載量110wt^、鈦負(fù)載量015wt^配制成一定濃度的，與負(fù)載介孔材料SBA-15等孔體積的釩酸銨和四氯化鈦水溶液；b.采用等體積浸漬法，在上述水溶液中加入等孔體積的SBA-15，浸漬，烘干；c.60(TC空氣中焙燒6h，得到催化劑。5.權(quán)利要求1所述催化劑在甲苯氣相選擇氧化制苯甲醛上的應(yīng)用，其特征是催化劑的使用條件為反應(yīng)溫度32050(TC，壓力00.5MPa，物料進(jìn)料體積比甲苯02:N2=0.51:1020:4060。全文摘要用于甲苯氣相選擇氧化制苯甲醛的催化劑，該催化劑的重量份數(shù)組成為負(fù)載介孔材料SBA-15∶V∶Ti＝100∶1～10∶0～15，采用等體積浸漬法制備，在以NH4VO3為釩源、TiCl4為鈦源配制成的水溶液中加入等孔體積的SBA-15，浸漬，烘干，600℃空氣中焙燒6小時，得到催化劑。本發(fā)明催化劑制備方法簡單，組分分布均勻，各組分間存在較強(qiáng)的相互作用，抗燒結(jié)性能好，進(jìn)行甲苯氣相氧化合成苯甲醛，CO轉(zhuǎn)化率5～70％，苯甲醛選擇性40～95％，催化劑反應(yīng)性能重復(fù)性較好。文檔編號C07C45/36GK101791569SQ20101012989公開日2010年8月4日申請日期2010年3月19日優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日發(fā)明者胡拖平申請人:中北大學(xué)