[發(fā)明專利]一種甲醇氧化制甲醛的鐵鉬催化劑的機械化學合成方法

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• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108435192A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設計）人: 孔令濤;甘露;馬鳳云;唐家維;孫繼光;陳雋;高福祥;杜建強;趙靜;段春平;楊勇
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: B01J23/881
• 分類號: B01J23/881;B01J35/02;B01J37/00;B01J37/08;C07C45/38;C07C47/04
• 代理公司: 烏魯木齊市禾工專利代理事務所 65108
• 代理人: 何冰

本發(fā)明涉及催化劑技術領域，是一種甲醇氧化制甲醛的鐵鉬催化劑的機械化學合成方法；按下述步驟進行：第一步，將鉬酸鹽和鐵鹽按Mo/Fe摩爾比為1.5：1至5：1混合均勻，得到混合料；第二步，混合料經球磨機球磨后得到球磨料；第三步，球磨料經干燥、冷卻和焙燒后，得到甲醇氧化制甲醛的鐵鉬催化劑。本發(fā)明較現(xiàn)有鐵鉬催化劑步驟簡單，能夠大幅度減少水消耗，降低含鉬鐵及銨鹽等工業(yè)廢水的排放量，節(jié)約催化劑生產成本；同時本發(fā)明甲醇氧化制甲醛的鐵鉬催化劑選擇性和活性好，研磨條件易于控制，適合大規(guī)模工業(yè)化生產，是一種綠色高效的鐵鉬催化劑的制備方法。

技術領域

本發(fā)明涉及催化劑技術領域，具體是一種甲醇氧化制甲醛的鐵鉬催化劑的機械化學合成方法。

背景技術

甲醛主要由甲醇氧化制得，是一種重要的基本有機化工原料，主要用于生產樹脂、1,4-丁二醇(BDO)、聚甲醛、烏洛托品、消毒劑等，近幾年全球甲醇市場需求保持在10%以上的增長速度，其生產工藝主要為鐵鉬法，所用催化劑為鐵鉬催化劑。

對于鐵鉬催化劑的制備方法而言，目前主要為共沉淀法，例如專利文獻CN1100667A、CN1546232A、CN103933998A、CN103933998A等。雖然，共沉淀法制得的催化劑，選擇性和活性都能夠滿足甲醇氧化制甲醛生產過程要求，但制備流程相對復雜，涉及到原料的溶解、沉淀、過濾、洗滌、干燥和焙燒等等單元操作，且用水量大，導致廢水產生量大，企業(yè)環(huán)保壓力大。因此，探索鐵鉬催化劑的綠色制備方法，具有重要的工業(yè)應用價值。到目前為止，有關機械化學法合成鐵鉬催化劑的研究還鮮有報道。Patricio等(Journal ofMolecular Catalysis A: Chemical，2009，302：48-53.)采用研缽進行固相研磨Fe₂O₃和MoO₃混合物，制備了鐵鉬催化劑，作為催化劑用于甲醇氧化制甲醛反應，甲醇轉化率達到70%左右，但活性較低。莫文龍等(分子催化，2017, 31（4）：356-364.)利用機械化學合成法制備了 Ni-Al₂O₃催化劑，用于漿態(tài)床合成氣甲烷化反應，考察了球磨時間對Ni-Al₂O₃催化劑的結構及漿態(tài)床CO甲烷化性能的影響。張艷敏等(化工學報，2017, 68(10)：3805-3815)以Al₂O₃為載體，Ce、Co和Fe為助劑，采用機械化學合成法制備了4種鎳基催化劑，用于煤焦油模型化合物的催化裂解反應中，能夠提升煤焦油模型化合物的裂解性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提出能有效解決現(xiàn)有鐵鉬催化劑制備流程相對復雜、用水量大導致產生大量廢水、選擇性和活性差的問題的一種甲醇氧化制甲醛的鐵鉬催化劑的機械化學合成方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種甲醇氧化制甲醛的鐵鉬催化劑的機械化學合成方法，包括按下述步驟進行：第一步，將鉬酸鹽和鐵鹽按Mo/Fe摩爾比為1.5：1至5：1混合均勻，得到混合料；第二步，混合料經球磨機球磨后得到球磨料；第三步，球磨料經干燥、冷卻和焙燒后，得到甲醇氧化制甲醛的鐵鉬催化劑。

進一步的，上述鉬酸鹽為可溶性鉬酸鹽。

進一步的，上述可溶性鉬酸鹽為七鉬酸鹽、四鉬酸鹽、二鉬酸鹽和一鉬酸鹽中的一種或一種以上的混合物。

進一步的，上述鐵鹽為可溶性鐵鹽。

進一步的，上述可溶性鐵鹽為氯化鐵、硝酸鐵、硫酸鐵和堿式醋酸鐵中的一種或一種以上的混合物。

進一步的，上述第二步中，球磨時間為10min至300min；球料的質量比為1/1至5/1。

進一步的，上述第三步中，干燥的溫度為80℃至120℃，干燥的時間為5 h至12h；或/和，第三步中，焙燒溫度為320℃至700℃，焙燒時間為3h至8h。