[发明专利]一种水滑石基复合催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种水滑石基复合催化剂，所述水滑石基复合催化剂的化学组成如式I所示：

[M²⁺_xM³⁺_y(OH)₂][Mo₆O₁₉]_z·nH₂O 式I；

其中x:y为2～3.5:1，z为(2x+3y-2)/2，n为0～2；所述M²⁺为二价金属阳离子，所述M³⁺为三价金属阳离子；

所述水滑石基复合催化剂的活性组分包括插层于水滑石基层间的六钼酸根离子；所述水滑石基复合催化剂的比表面积为75～80m²·g^-1；

所述水滑石基复合催化剂的制备方法包括如下步骤：

(1)将多价金属盐水溶液与有机碱混合，得到碱性混合液；所述多价金属盐水溶液中包括二价金属阳离子和三价金属阳离子，所述二价金属阳离子与三价金属阳离子的摩尔比为2～3.5:1；

所述碱性混合液的pH值为8～9；

(2)在保护气氛下，将所述步骤(1)得到的碱性混合液与六钼酸胺盐溶液混合，得到预反应液；所述预反应液中金属离子总和与六钼酸胺盐的摩尔比为4～7:1；

(3)在保护气氛下，将所述步骤(2)得到的预反应液进行水热反应，得到水滑石基复合催化剂；所述水热反应的温度为70～90℃，所述水热反应的时间为8～24h；

所述六钼酸胺盐的制备方法包括如下步骤：

(a)将钼酸钠水溶液与四丁基氯化铵混合，反应10～15min，得到六钼酸胺盐前驱体；所述钼酸钠水溶液的pH值为4～5；

(b)在70～75℃条件下，将所述步骤(a)中六钼酸胺盐前驱体的溶液与氯化铋混合，反应15～20min，得到六钼酸胺盐。

2.如权利要求1所述的水滑石基复合催化剂，其特征在于，所述水滑石基复合催化剂的孔容积为0.09～0.10cm³·g^-1，所述水滑石基复合催化剂的孔径为4.5～5nm。

3.权利要求1～2任一项所述水滑石基复合催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将多价金属盐水溶液与有机碱混合，得到碱性混合液；所述多价金属盐水溶液中包括二价金属阳离子和三价金属阳离子，所述二价金属阳离子与三价金属阳离子的摩尔比为2～3.5:1；

所述碱性混合液的pH值为8～9；

(2)在保护气氛下，将所述步骤(1)得到的碱性混合液与六钼酸胺盐溶液混合，得到预反应液；所述预反应液中金属离子总和与六钼酸胺盐的摩尔比为4～7:1；

(3)在保护气氛下，将所述步骤(2)得到的预反应液进行水热反应，得到水滑石基复合催化剂；所述水热反应的温度为70～90℃，所述水热反应的时间为8～24h；

所述六钼酸胺盐的制备方法包括如下步骤：

(a)将钼酸钠水溶液与四丁基氯化铵混合，反应10～15min，得到六钼酸胺盐前驱体；所述钼酸钠水溶液的pH值为4～5；

(b)在70～75℃条件下，将所述步骤(a)中六钼酸胺盐前驱体的溶液与氯化铋混合，反应15～20min，得到六钼酸胺盐。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)多价金属盐水溶液中，二价金属阳离子和三价金属阳离子的总摩尔浓度为0.3～0.5mol/L。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中六钼酸胺盐溶液的浓度为0.04～0.05g/mL。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中六钼酸胺盐前驱体与氯化铋的质量比为3～3.5:1。

7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中六钼酸胺盐前驱体与氯化铋反应后，对反应后的物料依次进行冷却、静置和分离，得到六钼酸胺盐。