[發明專利]一種高比表面積的復合催化劑及其在催化氧化制備均苯四甲酸二酐中的應用

有效

• 申請號: 202010829101.5
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN111841613B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 江曉龍;談勇;談俊
• 申請（專利權）人: 連云港鵬辰特種新材料有限公司
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/10;B01J35/02;C07D493/04
• 代理公司: 南京中高專利代理有限公司 32333
• 代理人: 沈雄

1.一種用于催化氧化制備均苯四甲酸二酐的高比表面積的復合催化劑，其特征在于，該復合催化劑包括以氮化硼納米片為導向劑制備的鎂鋁尖晶石/氮化硼復合材料、以及在鎂鋁尖晶石/氮化硼復合材料上原位生長的釩、銫、鉬復合氧化物；所述鎂鋁尖晶石、氮化硼納米片的質量比為1：(0.15-0.45)；所述復合氧化物中釩、銫、鉬的摩爾比為1：(0.01-0.05)：(0.2-0.3)；所述鎂鋁尖晶石/氮化硼復合材料、復合氧化物的質量比為3：(1-2)。

2.根據權利要求1所述的一種用于催化氧化制備均苯四甲酸二酐的高比表面積的復合催化劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)首先對氮化硼納米片表面進行粗化處理，然后將其加入到鎂鹽、鋁鹽的混合溶液中，分別滴加3％檸檬酸鈉溶液和堿液進行沉淀處理，沉淀結束后，將混合液轉移至水熱釜內，高溫攪拌處理，之后冷卻至室溫，過濾，真空干燥，焙燒，制得鎂鋁尖晶石/氮化硼復合材料；

(2)將上述制得的鎂鋁尖晶石/氮化硼復合材料分散在水中制得分散液；將釩源水溶液、鉬源水溶液、銫源水溶液加入到上述分散液中，攪拌混合后，滴加堿液進行沉淀處理，沉淀結束后，過濾，將沉淀干燥后進行焙燒，制得復合催化劑。

3.根據權利要求2所述的一種用于制備均苯四甲酸二酐的高比表面積的復合催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述粗化處理為采用質量濃度為5％的氫氧化鈉溶液在100℃下攪拌活化處理1-3h。

4.根據權利要求2所述的一種用于催化氧化制備均苯四甲酸二酐的高比表面積的復合催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述鎂鹽為硝酸鎂、硫酸鎂、氯化鎂中的一種或多種混合，所述鋁鹽為硝酸鋁、氯化鋁、硫酸鋁中的一種或多種混合。

5.根據權利要求2所述的一種用于催化氧化制備均苯四甲酸二酐的高比表面積的復合催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(1)中以及步驟(2)中，所述堿液的質量濃度為5-10％，所述堿液的滴加速度為1.5-3.5ml/min。

6.根據權利要求2所述的一種用于催化氧化制備均苯四甲酸二酐的高比表面積的復合催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述焙燒的條件為：首先以10℃/min的速率升溫至500℃，保溫處理1h，然后以5℃/min的速率升溫至700℃，保溫處理2h。

7.根據權利要求2所述的一種用于催化氧化制備均苯四甲酸二酐的高比表面積的復合催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，所述釩源為偏釩酸銨，所述鉬源為鉬酸銨，所述銫源為硝酸銫，所述釩源水溶液、鉬源水溶液、銫源水溶液的摩爾濃度分別為1.5-2.5mol/L、1.05mol/L、0.05-0.35mol/L。

8.根據權利要求2所述的一種用于催化氧化制備均苯四甲酸二酐的高比表面積的復合催化劑的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，所述焙燒的過程具體為：首先以10-20℃/min的升溫速率升溫至300℃，保溫2h，然后以3-5℃/min的速率升溫至450℃，保溫1h。

9.一種由權利要求2至8任一所述的方法制得的復合催化劑在催化氧化制備均苯四甲酸二酐中的應用，其特征在于，包括以下步驟：

將原料均四甲苯加熱熔化后和預熱后的空氣混合加熱汽化后泵入到裝有制得的復合催化劑的固定床反應器中，進行催化氧化反應，反應產生的氣體進入到捕集器中；捕集后的均苯四甲酸二酐依次進行水解、結晶、升華，制得成品均苯四甲酸二酐。

10.如權利要求9所述的復合催化劑在催化氧化制備均苯四甲酸二酐中的應用，其特征在于，所述催化氧化反應的溫度為350-380℃。