[發(fā)明專利]一種納米釩酸鉻及制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210009878.2
• 申請(qǐng)日: 2012-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN102557135A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝光勇;張愛清;李金林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南民族大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G37/00
• 分類號(hào): C01G37/00;B01J23/26;C07B43/08;C07C253/28;C07C255/54;C07D213/85;C07C255/51;C07C255/50;C07D241/24
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 杜傳青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米釩酸鉻、其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

釩酸鉻(CrVO₄)是一種重要的無機(jī)功能材料，廣泛應(yīng)用于多相催化、電池材料、吸附材料、傳感器等領(lǐng)域，如多相催化中可用于氧化脫氫催化劑、氨氧化反應(yīng)催化劑等。有幾種方法可以合成釩酸鉻，如通過高溫固相反應(yīng)可以合成正交或單斜相的釩酸鉻(M.Touboul，K.Melghit.J.Mater.Chem.1995，5(1)：147-150.)，Takatoshi?Tojo等人以Cr₂O₃.nH₂O和V₂O₅為原料通過機(jī)械研磨合成了四方相的釩酸鉻(Takatoshi?Tojo，Qiwu?Zhang，F(xiàn)umio?Saito.J.Solid?State?Chem.2006，179：433-437)。但這些方法制備的的釩酸鉻普遍粒徑較大，在微米及以上級(jí)，因此，在氨氧化催化中，雖然原料轉(zhuǎn)化率高，但催化反應(yīng)所需溫度較高，一般在380-430℃左右，致使部分原料發(fā)生過度氧化，反應(yīng)一段時(shí)間后，催化劑表面會(huì)發(fā)生積炭，導(dǎo)致催化劑活性顯著降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種納米釩酸鉻。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種納米釩酸鉻的制備方法及應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的納米釩酸鉻為顆粒狀或棒狀，顆粒狀的粒徑為30-200nm；棒狀的直徑為20-100nm，長(zhǎng)度為100-500nm。

本發(fā)明提供的制備上述納米釩酸鉻的方法，其步驟為：

將釩源與鉻源按金屬原子摩爾比1∶1的比例置于壓力容器中，加入溶劑并混合均勻，密封后升溫至120-300℃，溶劑熱反應(yīng)2-200小時(shí)，產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、真空干燥，得前驅(qū)體；

將前驅(qū)體在300-800℃溫度下煅燒0.1-10小時(shí)，冷卻至室溫，即得納米釩酸鉻。

所述釩源為釩氧化物或釩鹽，所述鉻源為鉻氧化物或鉻鹽。

所述釩氧化物包括但不限于V₂O₅、V₂O₄或V₂O₃，所述釩鹽包括但不限于NH₄VO₃；所述鉻氧化物包括但不限于Cr₂O₃或CrO₃，所述鉻鹽包括但不限于CrCl₃、Cr(NO₃)₃或(NH₄)₂Cr₂O₇。

所述溶劑熱反應(yīng)的溶劑可以為醇、醛或酮，或者其水溶液，或者糖的水溶液，也可以為以上兩種或兩種以上溶劑的混合物。

所述醇包括但不限于聚乙烯醇或C1-C20的一元醇、多元醇。

所述糖包括但不限于單糖、二糖或多糖。

所述壓力容器為高壓釜或耐壓反應(yīng)器。

本發(fā)明提供的納米釩酸鉻可用于催化甲基芳烴氨氧化反應(yīng)制備芳香腈。

所述甲基芳烴包括甲苯、鹵代甲苯、甲氧基甲苯、羥基甲苯、硝基甲苯、氰基甲苯、氨基甲苯、二甲苯、甲基吡啶、甲基吡嗪或甲基嘧啶。

本發(fā)明制備的納米釩酸鉻尺寸小、粒徑分布均勻，方法簡(jiǎn)單、原料易得、成本低廉、適于大規(guī)模制備；用于甲基芳烴的氨氧化反應(yīng)制備芳香腈時(shí)，氨氧化反應(yīng)溫度為300-380℃；與常規(guī)的釩酸鉻相比，不僅反應(yīng)溫度明顯降低，選擇性好，而且反應(yīng)活性提高了18％以上。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所得的棒狀納米釩酸鉻的透射電鏡圖。

圖2為本發(fā)明所得的顆粒狀納米釩酸鉻的透射電鏡圖。

圖3為本發(fā)明所得的納米釩酸鉻的XRD圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。從實(shí)施例可以看出，當(dāng)溶劑熱反應(yīng)的溶劑為有機(jī)溶劑時(shí)，制備得到的基本上為圖1所示的棒狀產(chǎn)物，其直徑為20-100nm，長(zhǎng)度為100-500nm；而當(dāng)溶劑為有機(jī)溶劑的水溶液時(shí)，則制備得到的基本上為為圖2所示的顆粒狀產(chǎn)物，其粒徑為30-200nm。從圖3可以看出，本發(fā)明所得的棒狀或顆粒狀的產(chǎn)物為納米釩酸鉻。

實(shí)施例1