[发明专利]一种水热酸修饰的VHTi催化剂及制备方法与应用

权利要求书

1.一种利用水热酸修饰的VHTi催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、以水为溶剂配制酸溶液，在水热工艺下对空白载体TiO₂或负载钒的TiO₂进行修饰；

S2、将S1中酸修饰的空白载体TiO₂经过滤、烘干、煅烧、浸渍钒溶液，经再次烘干、煅烧制得VHTi催化剂；或者将S1中酸修饰的负载钒的TiO₂经过滤、烘干煅烧制得VHTi催化剂。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、配制浓度不高于0.9mol/L酸溶液，向其中加入TiO₂，控制酸溶液与TiO₂体积比值50～154，在大于0℃且小于等于40℃的条件下搅拌5～60min，控制搅拌速度10～60r/min，将分散均一的悬浊液移至水热釜中，控制充填度不高于80％；

S2、将上述水热釜置于70～220℃烘箱中处理10～24h，经冷却取出的悬浊液再经过滤，得到的滤饼经50～160℃烘干6～15h再经300～480℃煅烧0.5～1.5h，得到酸修饰的TiO₂载体；

S3、配制质量分数10～50％偏钒酸铵溶液浸渍S1得到的载体，最后经25～120℃烘干12～24h、380～550℃煅烧1～2h得到催化剂。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、配制质量分数10～50％偏钒酸铵溶液浸渍TiO₂，浸钒的TiO₂经25～120℃烘干12～24h、380～550℃煅烧1～2h得预催化剂；

S2、配制不高于0.9mol/L的酸溶液，向其中加入S1得到的预催化剂，控制酸溶液与预催化剂体积比值50～154，在大于0℃且小于等于40℃的条件下搅拌5～60min，控制搅拌速度10～60r/min，将分散均一的悬浊液移至水热釜中，控制充填度不高于80％；

S3、将水热釜置于70～220℃烘箱中处理10～24h，经冷却取出的悬浊液再经过滤，得到的滤饼经50～160℃烘干6～15h再经300～480℃煅烧0.5～1.5h，得到催化剂。

4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述酸溶液为硝酸、硝酸铝、盐酸、氯化铝、硫酸、磷酸、杂多酸、磺酸、硝酸铵、氯化铵、硫酸铵、硫酸钛、硫酸铝中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述S1中，酸溶液与TiO₂的体积比值为83～129。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述S2中，酸溶液与预催化剂的体积比值为83～129。

7.根据权利要求2、3、5、6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述水热釜处理温度80～180℃，冷却方式为在烘箱中自然冷却、取出于室内冷却或冷却水喷淋强制冷却中的一种或多种。

8.利用权利要求1～7任一项所述制备方法制得的酸修饰VHTi催化剂，其特征在于，所述VHTi催化剂由以下含量组分的原料制备，以Ti物质的量为基准，V原料占Ti的5.0～64％，酸性位H占Ti的0.1～70％，其中所述酸性位H为酸溶液中的游离H。

9.根据权利要求8所述的VHTi催化剂，其特征在于，所述VHTi催化剂由以下含量组分的原料制备，以其中Ti物质的量为基准，V占Ti的9.0-45.0％，H占Ti的0.1-40.0％。

10.权利要求8或9的VHTi催化剂用于将甲醇一步定向转化制甲缩醛的方法，其特征在于，在汽化塔汽化的甲醇与在预热器预热的空气进入过热器混合过热形成过热原料气，控制甲醇液时空速0.1-3.5h^-1、甲醇与空气物质的量之比(0.58-1.40):1，过热原料气进入装填VHTi催化剂的反应器中转化，反应器为固定床或流化床反应器，控制反应器床层温度80-250℃，系统压力不高于1.0MPa，转化得到的粗产品经分离即得甲缩醛产品。