[发明专利]一种均四甲苯氧化制均酐的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种均四甲苯氧化制均酐的催化剂，包括载体和负载于所述载体上的催化剂活性组分；所述催化剂活性组分包括钒、钛、A元素、B元素和C元素中的至少一种；所述催化剂中包含片状活性组分。本发明的催化剂具有片状活性组分的特征，有利于增强反应物的停留和表面反应，提高催化剂的效率。本发明催化剂用于均四甲苯氧化制均酐，均酐收率最高可达84.2％，取得了较好的技术效果。

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种由均四甲苯氧化制均酐的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰亚胺是一种耐高温，耐深冷，抗冲击和具有优异电性能与机械性能的新型合成材料，并可制成薄膜、纤维、漆包线、浸渍漆、泡沫塑料、注塑零件和胶粘剂等。可广泛应用于高端电子设备、航空、宇航等技术领域。随着特种工程材料聚酰亚胺的广泛应用，其重要单体均苯四甲酸二酐(PMDA，均酐)的需求也日益增长。另外，均酐作为一种精细化工产品，也可应用一个医药中间体、环氧树脂固化剂等。

目前，均酐的生产方法主要为以均四甲苯为原料的气相氧化方法。美国专利US5387699公开了气相氧化法生产均酐的方法，中国专利CN102008971公开了一种气相氧化法制备均苯四甲酸二酐的催化剂，美国专利US6084109公开了一种V₂O₅-WO₃体系催化剂，用于均酐的生产。由于气相氧化过程是一个复杂的多相催化过程，存在多种副反应，导致均酐的收率很低。因此目前使用催化剂存在效率低、均酐收率不高等特点。

发明内容

本发明主要是针对现有技术中均酐收率不高的问题，提供一种用于均四甲苯氧化制均酐的催化剂及其制备方法，本发明的催化剂优化了活性组分的结构，增强了反应物与活性组分的相互作用，提高了催化剂的效率，具有均酐收率高的特点。

根据本发明的一个方面，提供了一种均四甲苯氧化制均酐的催化剂，包括载体和负载于所述载体上的催化剂活性组分；所述催化剂活性组分包括钒、钛和助剂，所述助剂包括A元素、B元素和C元素中的至少一种；所述催化剂活性组分中包含片状活性组分组成

根据本发明的一些实施方式，所述催化剂活性组分片状活性组分和颗粒状活性组分。

根据本发明的一些实施方式，所述片状活性组分的平均直径为5-500nm，优选为20-300nm。

本发明中，片状活性组分的平均直径是指通过活性组分几何重心的两个边缘点之间直线距离的平均值。

根据本发明的一些实施方式，所述载体包括氧化铝、碳化硅和瓷环中的至少一种。

根据本发明的优选实施方式，所述活性组分和载体的质量比为1：(1-40)，优选1：(5-20)。

根据本发明的一些实施方式，所述钒和钛的摩尔比为1：(0.001-1.5)，优选1：(0.01-1)。

根据本发明的一些实施方式，所述A元素与钒的摩尔比为(0.005-0.1)：1，优选(0.005-0.1)：1。

根据本发明的优选实施方式，所述A元素选自副族金属元素中的至少一种，更优选选自钼、钨、银和铌中的至少一种。

根据本发明的一些实施方式，所述B元素和钒的摩尔比为(0.001-0.2)：1，优选(0.005-0.1)：1。

根据本发明的优选实施方式，所述B元素选自碱金属和碱土金属元素中的至少一种，更优选选自锂、钠、钾和镁中的至少一种。

根据本发明的一些实施方式，所述C元素与钒的摩尔比为(0.001-0.2)：1，优选(0.005-0.1)：1。

根据本发明的优选实施方式，所述C元素选自非金属元素中的至少一种，更优选选自硼、磷、锑中的至少一种。