[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

本發明公開了一種高比表面積的復合催化劑，其特征在于，該復合型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、鈦、鉬復合氧化物；本發明還公開了該復合催化劑以及在催化氧化制備均苯四甲酸二酐中的應用。本發明提供的復合催化劑分散性好，比表面積大，催化活性高，使用壽命久；將其用于均苯四甲酸二酐的制備中能有效提高產品的收率。

技術領域：

本發明涉及催化劑制備領域，具體涉及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。

背景技術：

均苯四甲酸二酐又稱,2,4,5-苯四酸酐，分子式是C₁₀H₂O₆，分子量為218.1193，該物質主要用于制聚酰亞胺樹脂、耐高溫電絕緣漆、PVC增塑劑、合成樹脂交聯劑和環氧樹脂固化劑，也用于制酞菁藍染料等。

目前國內均苯四甲酸二酐的生產方法，多采用均四甲苯以釩鈦氧化物為催化劑，用空氣催化氧化得到一次粗品均苯四甲酸二酐，進而經水解、霓結晶精制得到精品均苯四甲酸，均苯四甲酸經真空脫水，得到二次粗品均苯四甲酸二酐，然后高溫真空升華制得成品均苯四甲酸二酐。由于制取均苯四甲酸二酐的均四甲苯氣相催化氧化過程是一個復雜的多相催化過程，它由一系列反應組成。均四甲苯發生的脫甲基反應，生成偏三甲苯、鄰二甲苯、均三甲苯、苯等，在催化劑上分別氧化為鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐和均苯三甲酸酐，從而導致均苯四甲酸二酐的收率低。因此，提高均苯四甲酸二酐生產技術的關鍵足高效催化劑的研制。

申請號為CN201010511358.2的專利公開了一種催化劑，催化劑由活性組分和載體組成，其中活性組分由V₂O₅、TiO₂、P₂O₅、Sb₂O₃和堿金屬氧化物組成。本發明方法如下：一、稱取原料；二、向草酸溶液中邊攪拌邊加入銻源和釩源，得到草酸氧釩溶液；三、向草酸氧釩溶液加入磷源、銻源和堿金屬鹽，混合均勻，再加入鈦源，加入聚醋酸乙烯酯乳液，然后進行打漿研磨后得到漿液；四、向噴涂機的轉鼓內加入載體，加熱后將漿液噴在載體上，再放入馬釜爐中空氣吹掃；冷卻后制得催化劑。上述催化劑能有效催化均四甲苯氧化來制備均苯四甲酸二酐，但是比表面積較小，催化活性不夠，制得的目標產品收率較低。

發明內容：

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供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及其制備方法以及在催化氧化制備均苯四甲酸二酐中的應用，該復合催化劑以自制的鎂鋁尖晶石/氮化硼層狀復合材料為載體，在其表面原位生長復合氧化物作為活性組分，制得的復合催化劑分散性好，比表面積大，催化活性高，使用壽命久；將其用于均苯四甲酸二酐的制備中能有效提高產品的收率。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

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，該復合型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)。

一種高比表面積的復合催化劑的制備方法，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；