[发明专利]用于氧化脱氢的催化剂及其制备方法

说明书

本申请公开了一种用于氧化脱氢的催化剂及其制备方法。更具体地，提供一种用于丁烯的氧化脱氢的催化剂及其制备方法，通过制备金属氧化物纳米粒子，然后将制备的金属氧化物纳米粒子固定到载体上，所述催化剂具有高的丁烯转化率和优异的副反应抑制效果，由此具有高反应性和对产物的高选择性。

技术领域

[相关申请的交叉引用]

本申请要求于2016年06月07日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0070102的优先权权益，该申请的公开内容通过引用并入本申请中。

本发明涉及一种用于氧化脱氢的催化剂及其制备方法。更具体地，本发明涉及一种用于丁烯的氧化脱氢的催化剂及其制备方法，通过制备金属氧化物纳米粒子，然后将制备的金属氧化物纳米粒子固定至载体上，所述催化剂具有高的丁烯转化率和优异的副反应抑制效果，由此具有高反应性和对产物的高选择性。

背景技术

在全球范围内，对石化产品的中间体1,3-丁二烯的需求以及它的价值正在逐渐增加。为了生产这种1,3-丁二烯，已经使用诸如石脑油裂化、直接丁烯脱氢和丁烯的氧化脱氢的方法。然而，在石脑油裂化的情况下，由于高的反应温度，能量损耗高。此外，由于石脑油裂化不是为生产1,3-丁二烯产品专门设计的工艺，因此，不利地生成除1,3-丁二烯以外的其它基础油作为多余产物。同时，正丁烯的直接脱氢在热力学上不利。此外，由于正丁烯的直接脱氢是吸热反应，因此，需要高温和低压条件以高产率地生产1,3-丁二烯。因此，正丁烯的直接脱氢不适合作为生产1,3-丁二烯的工业化方法。

同时，在丁烯的氧化脱氢的情况下，由于在金属氧化物催化剂的存在下丁烯与氧反应生成1,3-丁二烯和水，生成稳定的水，因此，丁烯的氧化脱氢在热力学上有利。此外，由于与丁烯的直接脱氢不同，丁烯的氧化脱氢是放热反应，因此，与丁烯的直接脱氢相比，即使在低的反应温度下，丁烯的氧化脱氢也可以以高产率生产1,3-丁二烯。此外，由于丁烯的氧化脱氢不需要额外的热供应，因此，丁烯的氧化脱氢可以被认为是仅生产1,3-丁二烯的有效的生产方法，从而满足对1,3-丁二烯的需求。

这种金属氧化物催化剂通常通过用碱性溶液同时沉淀金属溶液的共沉淀方法来合成。然而，在通过共沉淀方法制备的金属氧化物催化剂的批量生产中，由于其中各个金属阳离子的析出条件不同，因此，其均匀性差，并且由于其数微米的尺寸，因此，每单位体积的表面积小。这种问题促进氧化脱氢过程中的副反应，并且增加催化剂的用量。

因此，迫切需要开发一种能够通过抑制副反应以减少的量使用并且具有提高的催化活性的催化剂。

[相关技术文献]

[专利文献](专利文献1)KR0888143B1

发明内容

技术问题

因此，鉴于上述问题而做出本发明，本发明的一个目的是提供一种用于丁烯的氧化脱氢的催化剂，通过制备具有尖晶石结构的金属氧化物纳米粒子，然后将制备的金属氧化物纳米粒子固定在载体上，所述催化剂具有高的丁烯转化率和优异的副反应抑制效果，由此具有高反应性和对产物的高选择性。

上述目的和其它目的可以通过下面描述的本公开实现。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供一种用于氧化脱氢的催化剂，包含：金属氧化物，该金属氧化物具有由下面的式1表示的组成并且平均粒径为0.1nm至50nm；以及载体：

[式1]

AB₂O₄

其中，A是，例如，选自二价阳离子金属中的一种或多种，B是，例如，选自三价阳离子金属中的一种或多种。