[发明专利]正丁烷氧化制顺酐的钒磷氧催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种正丁烷氧化制顺酐的钒磷氧催化剂，所述钒磷氧催化剂的XRD图谱中，在2θ角度为12.3±0.3、14.0±0.3和18.4±0.3处存在衍射峰，所述钒磷氧催化剂是采用造孔剂对所述钒磷氧催化剂基体进行造孔，然后在真空度为-100至-20kPa，温度为70-170℃条件下脱除造孔剂制得。

2.根据权利要求1所述的钒磷氧催化剂，其特征在于，所述催化剂的活性组分晶相结构为(VO)₂P₂O₇，所述钒磷氧催化剂包括钒元素、磷元素、氧元素、任选地助剂元素和任选地石墨。

3.根据权利要求2所述的钒磷氧催化剂，其特征在于，所述磷元素与钒元素的摩尔比为(0.7-4.0):1，优选为(1.0-1.8):1；

所述助剂元素优选为锌元素，优选地，锌元素与钒元素的摩尔比为(0-0.1):1，优选为(0.001-0.1):1，更优选为(0.005-0.05):1；

优选地，石墨为钒磷氧催化剂基体质量的0-4％，优选为1-4％。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的钒磷氧催化剂，所述造孔剂选自硬脂酸、三羟甲基乙烷、尿素和碳酸氢铵中的一种或多种。

5.权利要求1-4中任一项所述的钒磷氧催化剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、将钒源、磷源、还原剂以及任选地助剂与液态介质接触反应，然后进行固液分离，将得到的固体进行干燥，任选地将干燥后的固体与石墨混合，制得钒磷氧催化剂前体；

S2、将所述钒磷氧催化剂前体进行活化处理，得到钒磷氧催化剂基体；

S3、将所述钒磷氧催化剂基体粉碎后与造孔剂进行混合，然后脱除造孔剂，得到所述钒磷氧催化剂，其中脱除造孔剂在真空度为-100至-20kPa、温度为70-170℃的条件下进行。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，脱除造孔剂的条件还包括：时间2-15h，优选为4-8h。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述造孔剂选自硬脂酸、三羟甲基乙烷、尿素和碳酸氢铵中的一种或多种；

优选地，当造孔剂为硬脂酸时，脱除造孔剂的条件为：温度100-130℃，真空度为-100至-60kPa；

当造孔剂为三羟甲基乙烷时，脱除造孔剂的条件为：温度120-160℃，真空度为-100至-80kPa；

当造孔剂为尿素时，脱除造孔剂的条件为：温度80-120℃，真空度为-60至-20kPa；

当造孔剂为碳酸氢铵时，脱除造孔剂的条件为：温度70-100℃，真空度为-60至-20kPa。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中的活化处理包括如下步骤：

步骤A1、将钒磷氧催化剂前体升温至120-270℃，通入第一活性气氛，继续升温至380-480℃进行第一活化；

步骤A2、用第二活性气氛替换第一活性气氛，将钒磷氧催化剂前体在380-480℃进行第二活化；

其中第一活性气氛不同于第二活性气氛。

9.根据权利要求5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，将钒磷氧催化剂基体粉碎后与造孔剂进行混合并压制成球形、圆柱形、中空圆柱形、中空蝴蝶结形或三叶草形。

10.一种正丁烷氧化制顺酐的方法，包括将正丁烷在权利要求1-4中任一项所述的钒磷氧催化剂或权利要求5-9中任一项所述的制备方法制得的钒磷氧催化剂的存在下进行氧化反应得到顺酐。