[发明专利]用于丁烯氧化脱氢制丁二烯的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于丁烯氧化脱氢制丁二烯的催化剂，其中，该催化剂的主活性组分为MgFe₂O₄，MgFe₂O₄暴露(111)晶面面积占总暴露晶面面积的60％以上。

2.按照权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述催化剂中含有助剂，所述助剂为化学式为A_aB_bC_cO_x的化合物，以摩尔比计，与MgFe₂O₄组成化学式为MgFe₂O₄·A_aB_bC_cO_x的催化剂，其中：

A为Fe；B选自由Zn、Mn、Co和Ni组成的组中的至少一种；C选自由P、F、Cl和Br组成的组中的至少一种；

a的取值范围为0.01～0.50；b的取值范围为0.001～0.30；c的取值范围为0.001～0.10；x为满足催化剂中各元素价态所需的氧原子总数。

3.按照权利要求2所述的催化剂，其特征在于：B选自Zn、Mn中的至少一种；和/或，C选自P和Cl中的至少一种。

4.按照权利要求2所述的催化剂，其特征在于：a的取值范围为0.01～0.40。

5.按照权利要求2所述的催化剂，其特征在于：b的取值范围为0.001～0.10。

6.按照权利要求2所述的催化剂，其特征在于：c的取值范围为0.005～0.05。

7.按照权利要求1-6任一所述的催化剂，其特征在于：所述MgFe₂O₄暴露(111)晶面面积占总暴露晶面面积的80％以上；优选的，所述MgFe₂O₄暴露(111)晶面面积占总暴露晶面面积的99％以下。

8.权利要求1-7任一所述的催化剂的制备方法，包含将催化剂所需组分前驱体混合溶液与沉淀剂接触进行反应的步骤，其中控制混合溶液中NH₄⁺的质量浓度为5％～20％，NO₃^-的质量浓度为5％～18％；优选地，控制混合溶液中NH₄⁺的质量浓度为8％～20％，NO₃^-的质量浓度为7％～18％。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：沉淀剂为碱性溶液，优选地，碱性溶液选自氨水或氨水与尿素的混合物，进一步优选为氨水，氨水质量浓度优选为5％～28％。

10.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：所述的反应为并流共沉淀反应，即混合溶液与沉淀剂并流接触进行沉淀反应，所述的反应条件如下：反应温度为10～80℃，pH值为6～12，反应时间为0.5～24h。

11.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：将反应所得的产物通过分离、洗涤、干燥和焙烧中的至少一个步骤；干燥温度为90℃～150℃，干燥时间为1～24小时，焙烧气氛为含氧气氛，焙烧温度为400℃～700℃，焙烧时间为1～24小时。

12.一种丁烯氧化脱氢制丁二烯的方法，其特征在于：该方法包括：含丁烯原料在含氧气体存在下与权利要求1-7任一所述用于丁烯氧化脱氢制丁二烯的催化剂接触进行反应，得到含丁二烯产物。

13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于：反应物中丁烯：氧气：水蒸汽的体积比为1：(0.1～10)：(1～20)；和/或，反应温度为320～480℃；和/或，反应压力为90～200kPa(绝对压力)；和/或，丁烯质量空速为0.2～2.0h^-1。