[发明专利]一种Ag掺杂V2

说明书

本发明属于甲苯气相氧化制苯甲醛催化剂领域，具体涉及一种Ag掺杂V₂O₅纳米带催化剂及其应用，所述催化剂通过以下步骤制备：(1)将无定型V₂O₅、NaNO₃和Ag₂O放入去离子水中按照质量比NaNO₃:Ag₂O:V₂O₅为0.27～0.67:0.05～0.15:1进行混合，对混合物进行超声波辐射；(2)将(1)所得混合物放入四氟乙烯反应釜中水热合成，得到沉淀物；(3)对(2)所得沉淀物洗涤、烘干，得Ag掺杂V₂O₅纳米带，(4)将(3)所得Ag掺杂V₂O₅纳米带在碱溶液中搅拌，V₂O₅与碱溶液的质量体积比1:5～1:15g/mL，然后离心、洗涤和烘干，得到碱改性的Ag掺杂的V₂O₅纳米带催化剂。本发明用于甲苯气相氧化制苯甲醛反应有良好的反应性能，低反应温度下甲苯转化率大于20％，苯甲醛选择性大于37％，苯甲醛收率大于13％。

技术领域

本发明属于甲苯气相氧化制苯甲醛催化剂领域，具体涉及一种Ag掺杂V₂O₅纳米带催化剂及其应用。

背景技术

近年来研究较多的苯甲醛生产工艺有苯甲醇氧化法、苯乙烯氧化法、苯甲酸或酯还原法、电解合成法和甲苯气相氧化法。前三种工艺受困于原料成本高，装置具备市场竞争力；电动合成法能耗较高，不利于大规模生产；甲苯气相氧化法是一种原子经济性较高的生产工艺，得到的苯甲醛产品不含氯。

钒基催化剂是研究较多的一类甲苯气相氧化制苯甲醛催化剂。现有技术发现，V₂O₅纳米带催化剂具有可控的尺寸及形貌特征，相比于无定型V₂O₅颗粒，V₂O₅纳米带催化剂表面有更丰富的活性氧物种，将其用于甲苯气相氧化反应，在较低反应温度下获得了较高甲苯转化率，但苯甲醛选择性较低(Chinese Journal of Catalysis,2013年第34卷第1297-1302页)。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种Ag掺杂V₂O₅纳米带催化剂及其应用，通过向V₂O₅纳米带中掺杂Ag，并对催化剂进行碱改性，可以增强催化剂还原能力，有利于苯甲醛选择性提高。

本发明的具体技术方案如下：

一种Ag掺杂V₂O₅纳米带催化剂，通过以下步骤制备得到：

(1)、将无定型V₂O₅、NaNO₃和Ag₂O放入去离子水中按照NaNO₃:Ag₂O:V₂O₅为0.27～0.67:0.05～0.15:1进行混合，对混合物进行超声波辐射；

(2)、将步骤(1)所得混合物放入四氟乙烯反应釜中水热合成，得到沉淀物；

(3)、对步骤(2)所得沉淀物洗涤、烘干；

(4)、将步骤(3)所得产物在碱溶液中搅拌，V₂O₅与碱溶液的质量体积比1:5～1:15g/mL，然后离心、洗涤和烘干，得到所述Ag掺杂V₂O₅纳米带催化剂。