[發明專利]一種基于MXene的烷烴氨氧化催化劑的制備方法、產品及其應用

有效

• 申請號: 202110171212.6
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112958125B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 朱鳳霞;趙樸素;安禮濤;宋潔;婁鳳文
• 申請（專利權）人: 淮陰師范學院
• 主分類號: B01J27/22
• 分類號: B01J27/22;B01J27/24;C07C253/24;C07C255/08
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 王穎

本發明公開了一種基于MXene的烷烴氨氧化催化劑的制備方法、產品及其應用，屬于催化劑制備技術領域；所述制備方法包括：將MXene分散于水中，加入鉬酸銨和偏釩酸銨，并加熱溶解，恒溫靜置后，再次加熱，得到固體；向所得固體中通入鹵化鈦氣體、恒溫靜置，之后焙燒，即得所述烷烴氨氧化催化劑；本發明采用MXene材料為載體，以鉬酸銨、偏釩酸銨和鹵化鈦為原料制備得到烷烴氨氧化催化劑，催化劑中活性組分與MXene具有較強的相互作用，使活性組分不易流失，大大提高了催化劑的使用壽命；本發明制備得到的烷烴氨氧化催化劑，可有效降低烷烴氨氧化反應溫度，且對產物不飽和腈具有較高的選擇性。

技術領域

本發明屬于催化劑制備技術領域，具體涉及一種基于MXene的烷烴氨氧化催化劑的制備方法、產品及其應用。

背景技術

二維過渡金屬碳化物或碳氮化物(MXene)是最近發展起來的一類二維納米材料，可通過化學試劑，如氫氟酸等腐蝕MAX相層間A原子制得，MXene因其獨特的物理和化學特性，以及在儲能、催化、電子與光電子等領域中的良好應用前景而受到廣泛關注。

烷烴氨氧化反應過程復雜，目前普遍采用的催化劑體系為堿土金屬氧化物體系、貴金屬負載催化劑體系、過渡金屬氧化物體系和稀土金屬氧化物體系等。但是目前制備上述催化劑時，通常需要加入多種活性組分，所需原料種類較多，且所得催化劑用于烷烴氧化脫氫時，所需反應溫度較高、且催化劑穩定性差，活性成分易流失，造成催化劑活性降低，使用壽命短等問題。因此，開發一種活性成分種類少，能夠降低烷烴氨氧化反應溫度，且穩定性高、使用壽命長的烷烴氨氧化反應催化劑，對于烷烴氨氧化反應具有重要的意義。

目前尚未發現將MXene材料用于制備烷烴氨氧化反應催化劑的相關報道。

發明內容

為解決現有技術中的上述問題，本發明提供了一種基于MXene的烷烴氨氧化催化劑的制備方法、產品及其應用。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

本發明的技術方案之一：一種基于MXene的烷烴氨氧化催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將MXene分散于水中，加入鉬酸銨和偏釩酸銨，并加熱溶解，恒溫靜置后，再次加熱，得到固體；

(2)向步驟(1)所得固體中通入鹵化鈦氣體、恒溫靜置，之后焙燒，即得所述烷烴氨氧化催化劑。

進一步地，步驟(1)中，所述MXene為Ti₂C、Ti₃C₂及Ti₂N中的一種。

進一步地，步驟(1)中，所述鉬酸銨、偏釩酸銨、MXene與水的質量比為1∶(2～3)∶(20～25)∶(90～100)。

進一步地，步驟(1)中，所述加熱溶解及恒溫靜置的溫度均為70～80℃，所述靜置時間為12～24h。

進一步地，步驟(1)中，所述再次加熱溫度為250～300℃。

進一步地，步驟(2)中，所述鹵化鈦氣體為四氯化鈦、四溴化鈦及四氟化鈦中的一種。

進一步地，步驟(2)中，所述鹵化鈦氣體與空氣的體積比為(5～6)∶1，氣體總壓強為30～40MPa，所述恒溫靜置的溫度為350～400℃，時間為8～12h，所述焙燒溫度為600～700℃，時間為24～30h。

本發明的技術方案之二：一種根據上述所述的制備方法制備得到的烷烴氨氧化催化劑。

本發明的技術方案之三：上述所述的烷烴氨氧化催化劑在烷烴氨氧化制備不飽和腈中的應用。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：