[发明专利]一种可磁分离的烷烃氧化催化剂的制备方法及其产品

说明书

本发明公开了一种可磁分离的烷烃氧化催化剂的制备方法及其产品，所述制备方法包括以下步骤：配制氧化铝材料浆液及BaFe₁₂O₁₉永磁材料浆液；采用3D打印方法将氧化铝材料浆液及永磁材料浆液成型为催化剂载体前体，之后烧结得到催化剂载体；制备Mo_aV_bTe_cNb_dO_x催化剂，并将其分散在水中，得到Mo_aV_bTe_cNb_dO_x分散液；将催化剂载体置于上述分散液中，陈化、干燥、烧结得到可磁分离的烷烃氧化催化剂。本发明制得的催化剂载体中含有BaFe₁₂O₁₉永磁材料，只需要采用一套反应器，即可快速完成催化剂的再生。本发明制备得到的催化剂具有良好的可调控性，同时还具备热稳定性高，催化效率高、使用寿命长等优点。

技术领域

本发明属于工业催化剂制备技术领域，具体涉及一种可磁分离的烷烃氧化催化剂的制备方法及其产品。

背景技术

烷烃氧化脱氢是一个复杂的反应过程，目前常用催化剂可分为包括贵金属负载催化剂体系、碱土金属氧化物体系、稀土金属氧化物体系和过渡金属氧化物体系。前三类催化剂体系所需反应温度较高，而过渡金属氧化物催化剂具有较高的热稳定性，活性组分不易流失等优点，尤其是过渡金属中的Mo和V氧化物催化剂体系在低温时仍可以表现出较高催化活性和产物选择性。据专利US4250346和US4524236报道，MoVNbSbCaO催化剂在400℃烷烃氧化脱氢的转化率高达73％。据专利CN105080575报道，MoVTeNbO催化剂在350℃烷烃氧化脱氢的转化率高达70.5％。MoVTeNbO型多组分复合金属氧化物催化剂具有晶相结构稳定，反应活性高和目标产物选择性好等优点，是目前烷烃氧化脱氢常见的催化剂。

烷烃氧化脱氢反应期间产生的高温反应温度和热量容易使催化剂产生形变和结构烧结，致使积碳产生最终导致催化剂失活，对于催化剂积碳而失活的问题，传统的解决方法是多反应器切换再生，这需要多套反应器，装置投资较高，同时多阀切换也对仪表控制要求较高；或者可采用移动床连续再生，但该方法对催化剂的磨损较高，催化剂使用寿命较低。因此，研究一种仅需一套反应器且可快速处理失活问题的催化剂至关重要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可磁分离的烷烃氧化催化剂制备方法及其产品。本发明采用3D打印技术制备一种催化剂载体结构，载体材料由氧化铝材料和永磁性材料组成。将催化剂与3D打印载体复合，构建催化剂-载体材料体系，用该方法制备的催化剂具有良好的可调控性，同时还具备热稳定性高，使用寿命长等优点。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明的技术方案之一，一种可磁分离的烷烃氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制氧化铝材料浆液及BaFe₁₂O₁₉永磁材料浆液；

(2)采用3D打印方法将步骤(1)所得的氧化铝材料浆液及BaFe₁₂O₁₉永磁材料浆液成型为催化剂载体前体，之后烧结得到催化剂载体；

(3)制备Mo_aV_bTe_cNb_dO_x催化剂，并将其分散在水中，得到Mo_aV_bTe_cNb_dO_x分散液，其中a、b、c、d、x代表各元素的摩尔比；