CN112457248A - 一种1,8-萘二甲酰亚胺及其催化剂的合成方法 - Google Patents

一种1,8-萘二甲酰亚胺及其催化剂的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种1,8‑萘二甲酰亚胺的合成方法，所述方法为苊、氨气和氧化剂在催化剂的作用下发生反应，生成1,8‑萘二甲酰亚胺。其中，合成方法中采用的催化剂的制备包括以下步骤：将含钒化合物和含磷化合物溶解在溶液中，得到混合液I；将含铬化合物、含镍化合物和含钼化合物加入混合液I中，得到混合液II；将混合液II静置；静置后，将混合液II进行焙烧，得到催化剂。本发明提供的1,8‑萘二甲酰亚胺的合成方法操作简单，能够进行连续生产，降低1,8‑萘二甲酰亚胺的制造成本。

Description

一种1,8-萘二甲酰亚胺及其催化剂的合成方法
技术领域
本发明涉及精细化工领域，具体涉及一种1,8-萘二甲酰亚胺及其催化剂的合成方法。
背景技术
1,8-萘二甲酰亚胺，又名1,8-萘酰亚胺，是一种重要的化工原料，是合成苝系染、颜料、还原BG灰和荧光增白剂等的重要原料。
1,8-萘二甲酰亚胺现有生产方法采用的是间歇反应器，将1,8-萘酐、20％的氨水及水加入反应锅内，加热至100-110℃，在0.2-0.25MPa的压力下保温至反应终点，然后冷却至40℃以下，经过滤，洗涤后得到1,8-萘二甲酰亚胺，此方法反应产生的废水和废渣较多，产能有限。
基于上述问题，仍需继续探索新的1,8-萘二甲酰亚胺合成方法，以适应业界对高品质、低价格的1,8-萘二甲酰亚胺的需求，以及简化工艺条件、连续生产的需求。
发明内容
为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种1,8-萘二甲酰亚胺及其催化剂的合成方法，其中，催化剂包括主催化剂五氧化二钒和助催化剂，助催化剂包括含铬化合物、含磷化合物、含镍化合物和含钼化合物，苊、氨气和氧化剂在催化剂作用下发生反应，生成1,8-萘二甲酰亚胺，从而完成了本发明。
具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：
本发明第一方面提供了一种1,8-萘二甲酰亚胺的合成方法，通过苊、氨气和氧化剂发生反应，生成1,8-萘二甲酰亚胺。
本发明第二方面提供了一种1,8-萘二甲酰亚胺催化剂，应用在本发明第一方面所述的合成方法中，所述催化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤1，将含钒化合物和含磷化合物溶解在溶液中，得到混合液I；
步骤2，将含铬化合物、含镍化合物和含钼化合物加入混合液I中，得到混合液II；
步骤3，将混合液II静置；
步骤4，静置后，将混合液II进行焙烧，得到催化剂。
附图说明
图1示出实施例2所得产品的气相色谱图；
图2示出1,8-萘二甲酰亚胺标准品的气相色谱图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
本发明一方面提供了一种1,8-萘二甲酰亚胺的合成方法，通过苊、氨气和氧化剂发生反应，生成1,8-萘二甲酰亚胺。
在一种优选实施方式中，所述氧化剂选自固体氧化剂，液体氧化剂或者气体氧化剂，优选为气体氧化剂。
在一种优选实施方式中，所述气体氧化剂选自臭氧或氧气，优选为氧气。
臭氧具有强氧化性，但是臭氧的强氧化性对人体的健康却有危害。因此，本发明中，优选氧气作为气体氧化剂。
在一种优选实施方式中，采用具有化学惰性的气体对氧气进行稀释。
其中，所述具有化学惰性的气体指的是在本发明所述的反应条件下不会发生化学反应的气体。在进行化学反应时，纯氧容易导致化学反应剧烈进行，使得反应条件难以控制，容易引起安全隐患，因此需要对氧气进行稀释。
在一种优选实施方式中，所述具有化学惰性的气体选自氦气，氩气，氖气或氮气，优选为氮气。
本发明中，选择氧气作为气体氧化剂，选择氮气作为稀释气体，空气的主要成分是氧气和氮气，因此，本发明中，优选选择空气作为制备1,8-萘二甲酰亚胺的原料。通过苊、氨气和空气中的氧气发生反应，生成1,8-萘二甲酰亚胺。
在一种优选实施方式中，该反应的方程式如下式(1)所示：
Figure BDA0002264466130000031
不受任何理论的束缚，该反应机理或大致过程如下：苊和空气中的氧气先发生反应，得到相应的中间氧化产物1,8-萘二甲酸，所得产物随后与氨气发生反应，生成1,8-萘二甲酰亚胺。在此过程中，当氨气不足时，会发生一定的副反应，也即1,8-萘二甲酸直接脱水生成1,8-萘酐，使得反应中还存在以1,8-萘酐为主的副产物。
在一种优选实施方式中，所述反应在流化床反应器内进行。
采用流化床做反应器，能够实现1,8-萘二甲酰亚胺的连续生产，提高生产效率。
在一种优选实施方式中，所述苊为工业苊，其中，苊含量≥95％，挥发分的含量在1.00％-3.50％之间。
在一种优选实施方式中，所述苊、氨气和空气的摩尔比为(1-5):(2-20):(120-180)。
在进一步优选的实施方式中，所述苊、氨气和空气的摩尔比为(1-2):(4-10):(140-160)。
在更进一步优选的实施方式中，所述苊、氨气和空气的摩尔比为1:5:152。
其中，空气的摩尔量以标准状况下计，在标准状况下，每22.4L空气计为1mol，则根据空气的体积可计算得到空气的摩尔量。空气主要有三个作用，第一个作用是是为反应提供氧气，第二个作用是为流动床反应器提供推动力，使得催化剂处于悬浮状态，第三个作用是将生成的产品带出流化床反应器。因此空气的用量远比苊和氨气要多。此外，本发明中，氨气的用量至关重要，如果氨气用量太少，1,8-萘二甲酸与氨气反应的不充分，会加剧副反应的发生，使得产物中的1,8-萘酐的含量增加，降低目标产物1,8-萘二甲酰亚胺的纯度。如果氨气太多，会增加尾气处理的负担，造成资源浪费。
在一种优选实施方式中，苊、氨气和空气经过混合后进入流化床反应器。
主反应的发生，需要苊，氨气和氧气同时与催化剂进行接触，如果事先不进行原料的混合操作，三种原料各自独自进入反应器后，反应器内不同区域的催化剂接触到的原料就会不一样，就会使得反应器内各处发生的反应速度不均匀，使得反应器内的温度难以进行控制。
在一种优选实施方式中，在混合的过程中，对原料进行加热，将原料加热到160-300℃，优选为210-270℃，更优选为240-260℃。
在混合过程中对原料加热的目的是为了使原料以气态进入反应器，使得原料与催化剂的混合更均匀。
在一种优选实施方式中，在与氨气和空气混合前，对苊进行预热处理。
常温常压下，苊是无色或略带黄色斜方针状晶体，对其进行预热处理的目的是为了使其由固态转变为液态，能够通过计量泵输送到反应器中。
在一种优选实施方式中，所述预热处理的温度为160-300℃，优选为210-270℃，更优选为240-260℃。
常温常压下，苊的熔点为95.5℃，为了将苊转变为液态，预处理的温度不能低于苊的熔点。
在一种优选实施方式中，所述反应在催化剂作用下进行，所述催化剂包括主催化剂和助催化剂，其中，主催化剂为含钒化合物，所述助催化剂选自含铬、磷、镍、钼、钨、砷、锑、铂、钯、钴、铑和银化合物中的一种或多种。
在进一步优选实施方式中，所述含钒化合物选自一氧化钒，三氧化二钒，二氧化钒，五氧化二钒中的一种或多种，优选为五氧化二钒；所述助催化剂选自含铬、磷、镍和钼化合物中的一种或多种，优选为含铬、磷、镍和钼化合物。
发明人经过大量的实验发现，助催化剂为含铬、磷、镍和钼化合物时，所制备的催化剂的催化活性最高，原料苊的转化率能够达到100％，1,8-萘二甲酰亚胺的选择性能够达到90％以上。
在一种优选实施方式中，所述含磷化合物，选自磷酸，亚磷酸、次磷酸中的一种或多种，优选为磷酸。
在一种优选实施方式中，所述含铬化合物，选自三氧化铬，氧化亚铬、三氧化二铬中的一种或多种，优选为三氧化铬。
在一种优选实施方式中，所述含镍化合物，选自氯化镍、溴化镍、氧化镍、氧化亚镍和氢氧化镍中的一种或多种，优选为氯化镍。
在一种优选实施方式中，所述含钼化合物，选自钼酸铵、三氧化钼、二氧化钼中的一种或多种，优选为钼酸铵。
在一种优选实施方式中，所述催化剂的组成为VaCrbPcNidMoeOx，其中，a＝1，b＝0.2-0.5，c＝2-5，d＝0.1-0.4，e＝0.1-0.4，x＝14-28.5。
其中，本发明中所述催化剂的组成中的a，b，c，d和e分别对应于制备催化剂时所添加的原料中的相应元素的量。
在进一步优选的实施方式中，其中，a＝1，b＝0.20-0.25，c＝2.55-3.05，d＝0.25-0.32，e＝0.25-0.33，x＝15.05-16.75。
在更进一步优选的实施方式中，a＝1，b＝0.23，c＝2.78，d＝0.28，e＝0.29，x＝15.47。
在一种优选实施方式中，所述催化剂还包括载体，所述载体选自氧化铝、分子筛、活性炭或瓷环中的一种或多种，优选为瓷环。
在一种优选实施方式中，所述瓷环的内径为0.5-4mm，外径为1-8mm，高为2-8mm。
在进一步优选的实施方式中，所述瓷环的内径为1-3mm，外径为1.5-4mm，高为4-6mm。
在更进一步优选的实施方式中，所述瓷环的内径为2mm，外径为4mm，高为5mm。
根据本发明一种优选的实施方式，所述载体的质量与含钒化合物的摩尔量的比值为(80-120)g:(0.065-0.100)mol。其中，含钒化合物的摩尔量指的是含钒化合物中钒元素的摩尔量。
在进一步的实施方式中，所述载体的质量与含钒化合物的摩尔量的比值为(90-110)g:(0.080-0.095)mol。
在更进一步的实施方式中，所述载体的质量与含钒化合物的摩尔量的比值为100g:0.088mol。
在一种优选实施方式中，所述催化剂的装填量为0.10-0.20g/cm3，优选为0.14-0.18g/cm3，更优选为0.176g/cm3。
其中，在本发明中，催化剂的装填量指的是单位流化床反应器体积内所添加的催化剂的质量。发明人经过大量研究发现，催化剂的装填量太多，使得流化床反应器内催化剂的密度增大，进而增加了催化剂颗粒之间的碰撞，容易造成催化剂磨损损耗；催化剂的装填量太少，不利于加快反应速率，同时还会降低流化床反应器的处理能力，不利于工业化生产。
在一种优选实施方式中，催化剂的重量负荷为0.05-0.5/h，优选为0.1-0.3/h，更优选为0.2/h。
其中，催化剂的重量负荷指的是空速，空速是指单位时间里通过单位催化剂的原料的量，反映的是物料在催化剂床层的停留时间。空速越大，停留时间越短，反应深度降低，但处理能力增大；空速越小，停留时间越长，反应深度增高，但处理能力减小。发明人经过大量研究发现，当空速在上述范围之内时，催化剂的活性最高，工业苊的转化率能够达到100％，1,8-萘二甲酰亚胺的选择性能够达到90％以上。流化床反应器的处理能力最大，输出的1,8-萘二甲酰亚胺产品能够达到0.049mol/h。
在一种优选实施方式中，所述反应在300-600℃、0.01-0.05MPa下进行。
在进一步优选的实施方式中，所述反应在400-500℃、0.01-0.02MPa下进行。
在更进一步优选的实施方式中，所述反应在420℃、0.01MPa下进行。
其中，420℃指的是流化床反应器内反应段的平均温度，流化床反应器内的反应段自上而下可以平均划分为4段，每一段的温度分别控制在420℃左右，具体而言，自下而上每一段的温度分别控制在410-430℃，410-440℃，410-440℃，400-430℃之间。
在一种优选实施方式中，采用捕集器收集1,8-萘二甲酰亚胺。
反应结束后，1,8-萘二甲酰亚胺以气液混合状态被吹出，在从流化床反应器内出来时，温度在400℃以上，由于1,8-萘二甲酰亚胺的熔点较高，遇到捕集器后直接冷凝在捕集器的内壁上，捕集器由此完成对1,8-萘二甲酰亚胺的捕捉。
本发明中，虽然存在副反应，会有1,8-萘酐生成，但是绝大部分1,8-萘酐会在高温下分解，生成二氧化碳和水，因此捕集器内捕集到的主要是1,8-萘二甲酰亚胺和水，待捕集器内收集满产物后，只需要做烘干处理，即可得到纯度达到合格标准的产品。
在一种优选实施方式中，连续进料时间为30-55h，优选为34-50h，更优选为36-48h。
本发明中，原料可以源源不断的输入流化床反应器，但是捕集器的容量却是有限的。当连续进料一段时间后，捕集器会慢慢收集满，待捕集器收集满后，需要同时停止原料苊，氨气和空气的进料，迅速更换另外一套捕集器，之后再分别开启原料苊，氨气和空气的进料，继续进行生产。由于本发明连续进料的时间长，更换捕集器的时间短，与现有的生产方法相比，能够实现1,8-萘酐的连续化生产。
在一种优选实施方式中，在1-8min，优选为2-6min，更优选为3min之内完成捕集器的更换。
在一种优选实施方式中，反应尾气通过尾气吸收装置进行吸收。
反应尾气主要是空气，部分未反应的氨气和少量的voc(也即副产物1,8-萘酐和被尾气夹带出的1,8-萘二甲酰亚胺)以及绝大部分1,8-萘酐在高温下分解生成的二氧化碳和水。反应尾气中的氨气和voc不能够直接排放到大气中，需要利用尾气吸收装置对其进行去除，从而使得本发明所述的1,8-萘二甲酰亚胺的生产方法在合成过程中没有有毒有害气体的排放，符合绿色化工的要求。
在一种优选实施方式中，所述尾气吸收装置包括酸性溶液和吸收池，酸性溶液盛放在吸收池内，反应尾气经过吸收池后排放到大气中。
氨气是一种碱性气体，将反应尾气通入酸溶液中，能够有效的去除尾气中的氨气。1,8-萘酐和1,8-萘二甲酰亚胺为有机物，酸溶液能对尾气中的有机物质进行拦截，从而净化尾气。尾气经过尾气吸收装置后，其氨气含量由900ppm下降到0-10ppm，voc含量下降到由200ppm下降到0-10ppm，经过处理后的尾气能够达到化工废气排放标准。
在一种优选实施方式中，所述酸性溶液选自盐酸溶液、硫酸溶液或硝酸溶液中的一种或多种。
在进一步优选的实施方式中，所述酸性溶液选自硫酸溶液，更优选为稀硫酸溶液。
在一种优选实施方式中，所述酸性溶液中添加有酸碱指示剂，优选为石蕊指示剂。
其中，向酸性溶液中加入酸碱指示剂，可用于判断用于判断溶液中酸碱性，以便及时更换硫酸溶液，防止尾气吸收不干净。
在一种优选实施方式中，所述尾气吸收装置还包括二级水吸收装置，所述二级水吸收装置包括水溶液和二级吸收池，水溶液盛放在二级吸收池内。
其中，设置二级水吸收装置的主要目的是为了除去尾气从酸性溶液中夹带出的酸性气体，同时还能进一步拦截尾气中夹带出的voc，确保voc被完全清除。
本发明另一方面提供了一种1,8-萘二甲酰亚胺催化剂的制备方法，所述催化剂应用在上述1,8-萘二甲酰亚胺的催化合成方法中。
在一种优选实施方式中，所述催化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤1，将含钒化合物和含磷化合物溶解在溶液中，得到混合液I；
步骤2，将含铬化合物、含镍化合物和含钼化合物加入混合液I中，得到混合液II；
步骤3，将混合液II静置；
步骤4，静置后，将混合液II进行焙烧，得到催化剂。
在一种优选实施方式中，步骤1中，所述含钒化合物中钒元素的摩尔量与含磷化合物中磷元素的摩尔量的比为1:(2-5)，优选为1:(2.55-3.05)，更优选为1:2.78。
在一种优选实施方式中，步骤1中，所述溶液为酸性溶液，选自草酸溶液、盐酸溶液和乙酸溶液中的一种或多种，优选为草酸溶液。
其中，选用酸性溶液的目的是为了提高含钒化合物的溶解性，使得制备的催化剂元素分布更加均匀。
在一种优选实施方式中，步骤1中，含钒化合物的摩尔量与酸性溶液中酸的摩尔量的比值为1:(4-12)，优选为1:(6-10)，更优选为1:(8.5-8.86)。
在一个优选实施方式中，步骤2中，含钒化合物与含铬化合物、含镍化合物和含钼化合物的摩尔比为1：(0.2-0.5)：(0.1-0.4)：(0.1-0.4)。
其中，含铬化合物、含镍化合物、含钼化合物和含钒化合物的摩尔比指的是铬元素、镍元素、钼元素和钒元素的摩尔比。
在进一步优选实施方式中，含钒化合物与含铬化合物、含镍化合物和含钼化合物的摩尔比为1：(0.20-0.25)：(0.25-0.32)：(0.25-0.33)。
在更进一步优选实施方式中，含钒化合物与含铬化合物、含镍化合物和含钼化合物的摩尔比为1：0.23：0.28：0.29。
本发明人发现，含钒化合物与含铬化合物、含镍化合物和含钼化合物的摩尔比为1：(0.2-0.5)：(0.1-0.4)：(0.1-0.4)时，例如含钒化合物与含铬化合物、含镍化合物和含钼化合物的摩尔比为1：0.23：0.28：0.29时，所得到的催化剂的催化性能最好，工业苊的转化率能够达到100％，1,8-萘二甲酰亚胺的选择性能够达到90％以上。
在一个优选实施方式中，步骤2中，还包括加热和搅拌，加热温度为60-100℃，优选为70-90℃，更优选为85℃；搅拌时间为10-60min，优选为20-40min，更优选为30min。
加热和搅拌的目的是为了促进含铬化合物、含镍化合物和含钼化合物的溶解，使得各组分混合的更加均匀。
在一个优选实施方式中，步骤3中，将瓷环加入到混合液II后静置10-20h，优选为14-18h，更优选为16h。
在一个优选实施方式中，将瓷环加入到混合液II之前，将瓷环预热到60-150℃，优选为80-120℃，更优选为90-100℃。
将瓷环预热的目的是为了加强瓷环对催化剂活性组分的吸附效果。
在一个优选实施方式中，步骤4中，所述焙烧在500-800℃下进行6-20h。
在进一步优选实施方式中，所述焙烧在600-700℃下进行8-14h。
在更进一步优选实施方式中，所述焙烧在650℃下进行10h。
焙烧结束后冷却至室温，即可得到1,8-萘二甲酰亚胺催化剂。
本发明所具有的有益效果包括：
1)本发明采用的1,8-萘二甲酰亚胺的合成方法，在流化床反应器中进行，能够实现连续生产，提高1,8-萘二甲酰亚胺的生产效率；
2)本发明采用的1,8-萘二甲酰亚胺的合成方法，以工业苊，氨气和空气为原料进行反应，原料的利用率高，反应器内发生的副反应少，合成过程中产生的三废量少，是一种绿色合成方法；
3)本发明采用的1,8-萘二甲酰亚胺的合成方法，在工业苊，氨气和空气进入流化床反应器前，先进行混合和预热，能够避免流化床反应器内局部地区因为原料混合不均匀而导致的反应不均匀，便于控制流化床反应器内的温度；
4)本发明采用的1,8-萘二甲酰亚胺催化剂，以五氧化二钒为主催化剂，以含铬化合物、含磷化合物、含镍化合物和含钼化合物为助催化剂，催化剂的催化活性高，工业苊的转化率能够达到100％，1,8-萘二甲酰亚胺的选择性在90％以上；
5)本发明采用的1,8-萘二甲酰亚胺催化剂的制备方法，操作简便，反应条件温和，可操作性强，得到的1,8-萘二甲酰亚胺的产品纯度在95％以上，优选为98％以上。
实施例
实施例1催化剂的制备
分别缓慢将8.0g五氧化二钒和28.2g含量85％的磷酸溶解在120g含35g草酸水溶液中，于85℃下加入2.0g三氧化铬，再加入3.2g氯化镍，5g钼酸铵，搅拌0.5小时，将上述溶液加入到盛放有100g瓷环的烧杯中，其中瓷环在放入烧杯前提前预热至90-100℃，搅拌均匀，在20℃下静置16小时。之后将瓷环取出放置在马弗炉中逐步升温至650℃，保温10小时，待冷却至室温后，得到催化剂V1Cr0.23P2.78Ni0.28Mo0.29O15.47，装瓶备用。
实施例2 1,8-萘二甲酰亚胺的合成
将120g按照实施例1中的方法所制备的催化剂装入
Figure BDA0002264466130000131
高600mm玻璃流化床反应器中，之后将工业苊预热到240℃，与空气和氨气进行混合，在混合过程中，将原料加热到260℃，然后通入玻璃流化床反应器中。其中，工业苊、氨气、空气的摩尔比＝1:5:152，工业苊的纯度为96.2％，投放量为56g，催化剂重量负荷为0.2/h，反应温度为420℃，反应系统压力为0.01MPa。
实验结束后，捕集器内收集到62.9g的产品。经检测，产物中无剩余的工业苊，工业苊转化率达到100％。产品中除了1,8-萘二甲酰亚胺外，还含有含量为0.13％的水分，1,8-萘甲酰亚胺的收率高达91％。所得产品为外观类白色结晶，熔程为299.8-300.1℃，落在1,8-萘甲酰亚胺的标准品的熔程299.6-300.1℃之内，表明实施例2所得产品为1,8-萘甲酰亚胺。
将所得产品烘干后溶解在二氯甲烷中进行气相色谱表征，结果如图1所示。将图1与1,8-萘甲酰亚胺的标准品的气相色谱谱图2进行比对。
其中，图2中在10.077min的时候出现的色谱峰为1,8-萘甲酰亚胺，通过与图2对比可知，在10.059min处出现的峰为1,8-萘甲酰亚胺，峰面积为534365uV*s，峰面积占比为98.97％。而在9.545min的时候出现的色谱峰为1,8萘酐，峰面积为5576uV*s，峰面积占比为1.03％。由此计算出的1,8-萘甲酰亚胺的纯度为98.97％。
以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种1,8-萘二甲酰亚胺的合成方法，通过苊、氨气和氧化剂发生反应，生成1,8-萘二甲酰亚胺。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述苊和氨气的摩尔比为(1-5)：(2-20)。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述反应在300-600℃、0.01-0.05MPa下进行。
4.根据权利要求1至3之一所述的合成方法，其特征在于：所述反应在催化剂存在下进行，所述催化剂的装填量为0.10-0.20g/cm3，重量负荷为0.05-0.5/h。
5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于：所述催化剂包括主催化剂和助催化剂，其中，主催化剂为含钒化合物，所述助催化剂选自含铬、磷、镍、钼、钨、砷、锑、铂、钯、钴、铑和银化合物中的一种或多种。
6.根据权利要求4或5所述的合成方法，其特征在于：所述含钒化合物选自一氧化钒，三氧化二钒，二氧化钒，五氧化二钒中的一种或多种，优选为五氧化二钒；
所述助催化剂选自含铬、磷、镍和钼化合物中的一种或多种，优选为含铬、磷、镍和钼化合物。
7.根据权利要求4至6之一所述的合成方法，其特征在于：所述催化剂按照以下步骤进行制备：
步骤1，将含钒化合物和含磷化合物溶解在溶液中，得到混合液I；
步骤2，将含铬化合物、含镍化合物和含钼化合物加入混合液I中，得到混合液II；
步骤3，将混合液II静置；
步骤4，静置后，将混合液II进行焙烧，得到催化剂。
8.根据权利要求7所述的合成方法，其特征在于：
步骤1中，所述含钒化合物中钒元素的摩尔量与含磷化合物中磷元素的摩尔量的比为1:(2-5)；和/或
步骤2中，含钒化合物与含铬化合物、含镍化合物和含钼化合物的摩尔比为1：(0.2-0.5)：(0.1-0.4)：(0.1-0.4)；和/或
步骤3中，将瓷环加入到混合液II后静置10-20h；和/或
步骤4中，所述焙烧在500-800℃下进行6-20h。
9.根据权利要求1至8之一所述的合成方法，其特征在于：所述反应在流化床反应器内进行，通过捕集器进行收集1,8-萘二甲酰亚胺。
10.根据权利要求4所述的催化剂的用途，用于合成1,8-萘二甲酰亚胺，优选该催化剂按照权利要求7至9之一中所述的包括步骤1-4的方法进行制备。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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L.I. SAURAMBAEVA ET AL.: "Catalytic Properties of V-Ti-O Catalysts in the Oxidation and Ammoxidation of o-xylene, Acenaphthene and β-picoline", 《EURASIAN CHEMTECH JOURNAL》 *

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