CN113083283A - Mo-V-Te-Nb-O催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Mo‑V‑Te‑Nb‑O催化剂及其制备方法与应用。所述的制备方法包括:对低品位的碲原料进行加热氧化,获得碲氧化物;再以还原剂对所述碲氧化物进行还原,获得次微米级的碲源;之后将次微米级的碲源、钼源、钒源、铌源在溶剂中反应,获得催化剂前驱体,其后对所述催化剂前驱体进行干燥、焙烧处理。本发明所提供的Mo‑V‑Te‑Nb‑O催化剂的制备方法不仅降低制造成本,而且还可以改善催化剂的稳定性和催化活性,在应用于丙烷制丙烯酸的反应中时,能够显著提高丙烯酸的选择性和收率。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属氧化物催化剂,具体涉及一种Mo-V-Te-Nb-O催化剂及其制备方法,以及在用于以含丙烷的气体原料经气相接触氧化生产丙烯酸中的应用,属于气相氧化催化剂的制备技术领域。
背景技术
丙烯酸是一种重要的石油化工、轻工和医药生产的原料,可用来生产高吸水性树脂,合成树脂和絮凝剂等用途,其应用范围仍在扩大。一般来说,丙烯酸在Mo-Bi催化剂存在下,丙烯和氧在约400℃通过催化氧化反应产生丙烯醛,然后,在Mo-V催化剂的存在下,在300℃附近,丙烯醛和氧通过催化氧化反应生成丙烯酸。
相比而言,丙烷是比丙烯更便宜的原料,目前也已有很多文献公开了丙烷一步氧化反应生成丙烯酸的可能性。而且随着页岩气的开采和普及,丙烷与丙烯两者价格上的差距将会进一步加大。现在已经有许多丙烷制丙烯酸的催化剂公开,例如JP-A-2007-31400所公开的催化剂、V-P-O系,Mo-Te-V-Nb系,Mo-Sb-V-Nb系等催化体系等。其中性能水平最高、最接近实用的体系为Mo-Te-V-Nb系。但即使是Mo-Te-V-Nb系,以其实现丙烷制备丙烯酸的工业化仍有很多难题。
其中的问题之一是关键成分的碲源相和现有的催化体系的成分价比格偏高。比起最初专利文献的碲酸,用二氧化碲代替具有实用性。但二氧化碲有其他用途的竞争,价格仍然是影响催化剂的因素之一。而且,二氧化碲产品高品位品居多,都经由高纯度的金属碲为原料制备。对催化剂制造而言,由二氧化碲所得的金属碲,易于清洗,因此对原料的纯度品位依存较低。因此,利用低品位的金属碲做为催化剂的原料是降低催化剂的成本中的值得探讨的课题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种Mo-V-Te-Nb-O催化剂及其制备方法与应用,以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的,本发明采用的技术方案包括:
本发明实施例提供了一种Mo-V-Te-Nb-O催化剂的制备方法,其包括:
对低品位的碲原料进行加热氧化,获得碲氧化物;
以还原剂对所述碲氧化物进行还原,获得次微米级的碲源;
将次微米级的碲源、钼源、钒源、铌源在溶剂中反应,获得催化剂前驱体;
对所述催化剂前驱体进行干燥、焙烧处理,制得Mo-V-Te-Nb-O催化剂。
在一些实施方式中,所述低品位的碲粉末的粒径在5.0μm以下,优选2.0μm以下,纯度在98%以上,优选99%以上。
在一些实施方式中,所述次微米级的碲源的粒径在0.7μm以下,优选0.5μm以下。
本发明实施例还提供了由前述的任一种方法制备的Mo-V-Te-Nb-O催化剂。
本发明实施例还提供了一种Mo-V-Te-Nb-O催化剂,其化学式为MoVjTekNbmOn,其中j为0.15~1.5,k为0.01~1.5,且k/j=0.3~1.5,m为0.01~0.3,n为由Mo、V、Te、Nb的氧化态所确定的值。
本发明实施例还提供了所述Mo-V-Te-Nb-O催化剂于以丙烷制取丙烯酸的反应中的用途。
与现有技术相比,本发明以上实施例所提供的Mo-V-Te-Nb-O催化剂的制备方法,加热氧化低品位的金属碲为氧化物,再经还原得到的次微米级金属碲为原料制备催化剂,不仅降低制造成本,而且还可以改善催化剂的稳定性和催化活性,在应用于丙烷制丙烯酸的反应中时,能够显著提高丙烯酸的选择性和收率。
具体实施方式
通过阅读以下具体实施方式将更完整地理解本发明。本文中揭示本发明的详细实施例;然而,应理解,所揭示的实施例仅具本发明的示范性,本发明可以各种形式来体现。因此,本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性,而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本发明的代表性基础。
本案发明人在Mo-Te-V-Nb系催化剂的制备过程中,对采用低品位的金属碲可能性进行了深入的研究后,发现加热氧化低品位的金属碲为氧化物,再经还原得到的次微米级金属碲为原料制备催化剂可以改善催化剂的性能,从而得到了本发明的技术方案。
本发明实施例的一个方面提供的一种Mo-V-Te-Nb-O催化剂的制备方法包括:
对低品位的碲原料进行加热氧化,获得碲氧化物;
以还原剂对所述碲氧化物进行还原,获得次微米级的碲源;
将次微米级的碲源、钼源、钒源、铌源在溶剂中反应,获得催化剂前驱体;
对所述催化剂前驱体进行干燥、焙烧处理,制得Mo-V-Te-Nb-O催化剂。
在一些实施方式中,所述的制备方法具体包括:在有氧气存在的条件下,加热低品位的碲粉末,从而氧化获得碲氧化物。
进一步的,本发明采用的原料可以为低品位的金属碲粉末,所述低品位的金属碲粉末的粒径可以在5.0μm以下,优选2.0μm以下。低品位的金属碲的纯度可以在98%以上,优选99%以上。
与现有技术直接采用二氧化碲相比,在本发明实施例中采用低品位的金属碲作为催化剂的原料,可以降低催化剂的成本,作为催化剂原料更具优势。
进一步的,所述制备方法包括:加热使所述低品位的金属碲粉末氧化的温度在250℃以上,优选300℃以上,加热时间在5小时以上。
进一步的,所述碲氧化物包括但不限于二氧化碲(TeO2)。
在一些实施方式中,所述的制备方法具体包括:向水中加入还原剂和所述碲氧化物,并加热还原形成所述次微米级的碲源,所述还原剂的氧化还原标准电位在0.4V以下。该还原反应所需的条件是本领域人员熟知的。
进一步的,所述的制备方法包括:低品位的金属碲粉末在氧气的存在下,加热得到碲氧化物,再经还原作为碲源,制备催化剂。
进一步的,所述还原剂包括肼,或者水与肼的混合物,但不限于此。
进一步的,所述加热还原的温度在50℃以上,优选80℃以上,加热还原的时间在5小时以上,优选10小时以上。
在一些实施方式中,用还原剂还原后所获得的次微米级的金属碲源的粒径在0.7μm以下,优选0.5μm以下。本发明采用次微米级的碲源更容易和其他成分反应,形成均匀前驱体。
在一些实施方式中,所述的制备方法具体包括:
将所述次微米级的碲源与钼源和钒源的水溶液混合形成混合浆液并加热,再加入铌源进行反应,从而获得包含催化剂前驱体的浆液。
进一步的,所述制备方法还具体包括:将钼源和钒源用水溶解后,加入次微米级的碲源,在搅拌下加热后,添加铌源,获得包含钼、钒、碲和铌源的催化剂前驱体。
进一步的,所述制备方法还具体包括:将得到的次微米级的金属碲源进行洗涤,除去清液后,加入到钼源和钒源的水溶液中加热。其中,可以采用静置后倾倒等本领域已知的方式除去前述的清液。
进一步的,所述加热的温度在40℃以上,优选为40℃~100℃。
进一步的,所述加热的时间为0.5小时以上,优选为2小时以上。
其中,通过将铌源加入被加热的混合浆液中,能够形成作为催化剂前驱体的络合物。
进一步的,在本说明书中所述的钼源、钒源、铌源可以采用本领域中常用的钼酸盐(例如四钼酸铵)、钒酸盐(例如偏钒酸铵),铌酸盐,铌酸或铌酸水合物,五氧化二铌,对于所选用的物质具体种类不作限定。
进一步的,所述钒源、碲源、铌源相对于钼源的原子比分别为0.15~1.5,0.01~1.5,0.01~0.5,且所述碲源相对于钒源的原子比为0.3~1.5。
较为优选的,所述钒源、碲源、铌源相对于钼源的原子比分别为0.15~0.4、0.01~0.3、0.01~0.3,且所述碲源相对于钒源的原子比为0.3~0.8。
亦即,换一种角度讲,所述钒源、碲源和铌源的化合物的添加量,相对于钼源的原子比分别为钒源0.15~1.5,碲源0.01~1.5,铌源0.01~0.5,且碲源对钒源V原子比为0.3~1.5,优选的,所述钒源、碲源和铌源的化合物的添加量,相对于钼源的原子比分别为钒源0.15~0.4,碲源0.01~0.3,铌源0.01~0.3,且碲源对钒源V原子比为0.3~0.8。
在一些实施方式中,所述的制备方法具体包括:将所述铌源直接加入被加热的混合浆液内进行反应,从而获得包含催化剂前驱体的浆液。
在一些实施方式中,所述的制备方法具体包括:将所述铌源与双氧水混合后加入被加热的混合浆液内进行反应,从而获得包含催化剂前驱体的浆液。
亦即,换一种角度讲,所述铌源的添加可以单独添加,也可以是向铌源中添加双氧水后使用。
进一步的,所述双氧水相对于铌源的摩尔比在0.5以下,优选为0.3以下。亦即,换一种角度讲,双氧水的添加量相对于铌源为0.5摩尔,优选为0.3摩尔。
在一些实施方式中,所述的制备方法具体包括:直接对所述包含催化剂前驱体的浆液进行干燥、焙烧处理。
在一些实施方式中,所述的制备方法具体包括:向所述包含催化剂前驱体的浆液内加入氨水和/或硝酸铵,之后进行干燥、焙烧处理。
亦即,换一种角度讲,对所述包含催化剂前驱体的浆液可以直接干燥,也可以是向包含催化剂前驱体的浆液里加入氨水和硝酸铵后再干燥。
进一步的,所述氨水相对于钼源的摩尔比在0.02以上,优选在0.04以上。
进一步的,所述硝酸铵相对于钼源的摩尔比在0.2以上,优选在0.4以上。
亦即,换一种角度讲,氨水的添加量,相对于钼源为0.04摩尔,优选为0.02摩尔。硝酸铵的添加量,相对于钼源为0.4摩尔,优选为0.2摩尔。
进一步的,向所述包含催化剂前驱体的浆液中加入,按所含的氨分子对钼的摩尔比为0.04以上的氨水,按硝酸铵对钼的摩尔为0.4以上的硝酸铵。
进一步的,所述干燥处理的方式不限定干燥方法,可以采用本领域熟知的自然风干或晾干、烘干、真空干燥、冷冻干燥、喷雾干燥等,且不限于此。较为优选的,所述干燥处理的方式采用喷雾干燥,以利于连续式运转。
在一些实施方式中,所述焙烧处理包括第一级焙烧和第二级焙烧。
进一步的,所述制备方法包括:连续旋转炉内温度区域为300°以上,在有氧氛围下,进行第一级焙烧制得Mo-V-Te-Nb-O催化剂。
进一步的,所述第一级焙烧是在有氧气存在的条件下进行,焙烧温度为300~380℃,优选为300~360℃,焙烧时间为3~30分钟。
其中,所述第一级焙烧和第二级焙烧可以在本领域熟知的多种设备内进行。
进一步的,所述第一级焙烧优选使用连续旋转焙烧的炉进行。
进一步的,所述制备方法包括:采用连续式旋转焙烧的炉,在有氧的氛围下,300~380℃,优选为300~360℃条件下,粉体旋转移动,滞留时间为3~30分,完成第一级焙烧。
进一步的,所述制备方法包括:在无氧氛围下,550℃以上的温度下,进行第二级焙烧制得Mo-V-Te-Nb-O催化剂。
进一步的,所述第二级焙烧是在低氧条件下进行,焙烧温度为550~640℃,优选为570~620℃,焙烧时间为1~5小时,优选为1.5~2.5小时。
进一步的,所述低氧条件包括由氮气和/或惰性气体形成的气氛。
更进一步的,所述第二级焙烧是在氧浓度300ppm以下,480~640°的温度,1~5小时,优选氧浓度100ppm以下,570~620℃的焙烧温度,1.5~2.5小时的条件下进行。炉型可选固定炉、穿梭窑,优选有密封模式的连续旋转炉。
在一些较为具体地实施方式中,所述的制备方法可以包括如下步骤:
(1)在氧的存在下,加热低品位的金属碲的粉末得到碲氧化物;
(2)在水中加入还原剂和上述碲氧化物加热得到次微米级的金属碲;
(3)将得到的次微米级的金属碲加入到钼源和钒源的水溶液中加热;
(4)向上述步骤(3)所获得的混合液浆中,加入铌源形成络合的催化剂前驱体;
(5)对上述步骤(4)所获得的络合的催化剂前驱体实施喷雾干燥得到微粉颗粒;
(6)将步骤(5)所获得的微粉颗粒在有氧的氛围下进行第一级焙烧;
(7)将经步骤(6)处理后的微粉颗粒在低氧条件及550°以上的温度条件下进行第二级焙烧,最终获得化学通式为前述Mo-V-Te-Nb-O的催化剂。
在一些实施方式中,所述的制备方法还可以包括一些后处理步骤,这些后处理步骤可以按照本领域熟知的方式实施。例如,可以在所述焙烧处理完成后,将所获催化剂加压成型后,再破碎为催化剂颗粒的操作。
更具体地,可以在所述焙烧处理完成后,将所获催化剂在高压强下打锭成型成圆柱状形,之后破碎并使用,并进行催化剂的丙烷制丙烯酸的反应评估。
本发明实施例的另一个方面提供了由前述任一种方法所制备的Mo-V-Te-Nb-O催化剂。
本发明实施例的另一个方面提供了一种Mo-V-Te-Nb-O催化剂,其化学式为MoVjTekNbmOn,其中Mo表示钼,V表示钒,Te表示碲,Nb表示铌;j、k、m、和n各自表示各元素的原子比;其中j为0.15~1.5,k为0.01~1.5,且k/j=0.3~1.5,m为0.01~0.3,n为由上述各元素Mo、V、Te、Nb的氧化态所确定的值。
本发明实施例提供了所述Mo-V-Te-Nb-O催化剂于以丙烷制取丙烯酸的反应中的用途。
本发明实施例提供了一种丙烷制取丙烯酸的方法,其包括:在有所述Mo-V-Te-Nb-O催化剂存在的条件下,含丙烷的气体原料和空气通过催化氧化生成丙烯酸。
本发明以上实施例中,通过对Mo-V-Te-Nb-O系催化剂的制备工艺进行改良,例如,用低品位的金属碲加热氧化制得二氧化碲,再经还原制得的次微米级的金属碲为碲源;用所得的碲源与钼源,钒源反应,再混合铌源得到的络合物为催化剂前驱体;对催化剂前驱体再经干燥,焙烧步骤制成催化剂活性相,显著改善了Mo-V-Te-Nb-O系催化剂的性能。
如下将结合若干实施例对本发明的技术方案进行更为详细的说明。需要指出的是,若非特别说明,则如下实施例中采用的各原材料、化学试剂及设备等均可以通过市场购买等途径获取,而其中诸如清洗、干燥、搅拌、喷雾干燥等操作均可以依据本领域已知的方式实施。
实施例1
本实施例的一种Mo-V-Te-Nb-O系催化剂由下列步骤1)~步骤3)制备:
1)混合干燥:在900g蒸馏水中加入370.8g四钼酸铵和65.4g偏钒酸铵,在80℃搅拌溶解,再加入A液和576g浓度为2.0wt%的氨水,继续搅拌2小时,在反应体系的温度降至50℃时,维持搅拌,并加入B液,得到粘稠状沉淀,持续搅拌5分钟,之后在反应体系中加入960g硝酸铵,继续搅拌,最后将所得到的液浆喷雾干燥成粉末。
其中A液、B液可以通过如下方法制取,包括:
将35.5g纯度为99%、平均粒径3.0微米的金属碲粉末装入坩埚,在马弗炉中,并在300℃下加热10小时,得到45.8g灰色粉末。将得到的灰色粉末加入圆底烧瓶,再加入800g蒸馏水,35.3g水和肼混合,并在80℃、300转/分转速搅拌下搅拌24小时后得到的黑色沉淀。析出沉淀,除去液相,再用300g蒸馏水洗涤,除去液相后得到液浆,即得A液。
将167g草酸(二水化合物)和60.1g铌酸水合物(铌酸含量73.2wt%)加入蒸馏水1719g,在80℃溶解,冷却后再加入17.4g浓度为30wt%的双氧水,即得B液。
2)第一级焙烧:将步骤1)最终所获粉末置于连续式旋转炉内,在有氧气氛中焙烧,设定焙烧温度为300℃,焙烧时间为12分钟。
3)第二级焙烧:在氮气气氛下,将第一级焙烧品所获颗粒于600℃焙烧1.5小时获得金属氧化物结晶活性相,即为目标催化剂。利用荧光X射线对该目标催化剂的原子比进行分析,确定其组成为:Mo/V/Te/Nb=1.0/0.28/0.14/0.16(摩尔比)。
丙烷制丙烯酸反应评估:
将前述目标催化剂打锭成型为圆柱形后,破碎筛选为0.5~1.0mm的颗粒,填充至内径为10mm的反应器。按照丙烷/氧气/水蒸气/氮气=1/2.3/3.3/8.7(摩尔比)的原料组成,在380℃、SV 2400h-1条件下,对丙烷的转化率和丙烯酸的收率进行评估。反应结果如表1所示。
实施例2
本实施例的一种Mo-V-Te-Nb-O系催化剂的制备工艺与实施例1基本相同,区别在于:
步骤1)中,金属碲粉末的加热温度为350℃。
用同样的反应条件对所制备的催化剂的丙烷的转化率和丙烯酸的收率进行评估,结果如表1所示。
对比例1
本对照例提供的一种Mo-V-Te-Nb-O系催化剂制备方法与实施例1基本相同,区别在于:用纯度99.9%的二氧化碲替换金属碲加热处理的粉末与水和肼一起加热。
用同样的反应条件对所制备的催化剂的丙烷的转化率和丙烯酸的收率进行评估,结果如表1所示。
对比例2
本对照例提供的一种Mo-V-Te-Nb-O系催化剂制备方法与实施例1基本相同,区别在于:金属碲粉末的加热温度为250℃。
用同样的反应条件对所制备的催化剂的丙烷的转化率和丙烯酸的收率进行评估,结果如表1所示。
实施例3本实施例的一种Mo-V-Te-Nb-O系催化剂的制备工艺与实施例2基本相同,区别在于:
步骤1)中,采用的钒源、碲源、铌源相对于钼源的原子比分别为0.15、0.01、0.3,且碲源相对于钒源的原子比为0.3。
步骤1)中,将四钼酸铵和偏钒酸铵在蒸馏水中于40℃搅拌溶解,再加入A液和576g浓度为2.0wt%的氨水,继续搅拌,维持反应体系的温度为40℃反应3小时,并加入B液,得到粘稠状沉淀,持续搅拌后在反应体系中加入硝酸铵(硝酸铵相对于钼源的摩尔比为0.4),继续搅拌,最后将所得到的液浆喷雾干燥成粉末。
步骤1)中,A液中采用的金属碲粉末的纯度为98%,平均粒径为5.0微米。将得到的灰色粉末加入圆底烧瓶,再加入800g蒸馏水,35.3g水和肼混合,并在50℃、300转/分转速搅拌下搅拌10小时后得到的黑色沉淀。A液中所制备的次微米级的碲源的粒径为0.5μm。
步骤1)中,B液的制备方法中,未采用双氧水。
步骤2)中,第一级焙烧的焙烧温度为300℃,焙烧时间为30分钟。
步骤3)中,第二级焙烧是氮气气氛下进行,氧浓度为200ppm,焙烧温度为570°,焙烧时间为2.5小时。
实施例4本实施例的一种Mo-V-Te-Nb-O系催化剂的制备工艺与实施例2基本相同,区别在于:
在步骤1)中,采用的钒源、碲源、铌源相对于钼源的原子比分别为0.2、0.15、0.01,且所述碲源相对于钒源的原子比为0.75。
步骤1)中,将四钼酸铵和偏钒酸铵在蒸馏水中于100℃搅拌溶解,再加入A液和576g浓度为2.0wt%的氨水,继续搅拌,当反应体系的温度降至50℃,并加入B液,得到粘稠状沉淀,持续搅拌后在反应体系中加入硝酸铵(硝酸铵相对于钼源的摩尔比为0.2),继续搅拌,最后将所得到的液浆喷雾干燥成粉末。
步骤1)中,A液中采用的金属碲粉末的纯度为99%,平均粒径为2.0微米。将得到的灰色粉末加入圆底烧瓶,再加入800g蒸馏水,35.3g水和肼混合,并在100℃、300转/分转速搅拌下搅拌5小时后得到的黑色沉淀。A液中所制备的次微米级的碲源的粒径为0.7μm。
步骤1)中,B液的制备方法中,双氧水与铌源的摩尔比为0.3。
步骤2)中,第一级焙烧的焙烧温度为360℃,焙烧时间为5分钟。
步骤3)中,第二级焙烧是惰性气氛下进行,氧浓度为300ppm,焙烧温度为640°,焙烧时间为0.75小时。
实施例5本实施例的一种Mo-V-Te-Nb-O系催化剂的制备工艺与实施例2基本相同,区别在于:
在步骤1)中,采用的钒源、碲源、铌源相对于钼源的原子比分别为0.4、0.4、0.5,且所述碲源相对于钒源的原子比为1.0。
步骤1)中,在蒸馏水中加入四钼酸铵和偏钒酸铵,在80℃搅拌溶解,再加入A液和氨水,继续搅拌,在反应体系的温度降至50℃时,维持搅拌,并加入B液,得到粘稠状沉淀,持续搅拌5分钟,之后在反应体系中加入氨水(氨水相对于钼源的摩尔比为0.04),继续搅拌,最后将所得到的液浆喷雾干燥成粉末。
步骤1)中,A液中所制备的次微米级的碲源的粒径为0.3μm。
步骤2)中,第一级焙烧的焙烧温度为380℃,焙烧时间为3分钟。
步骤3)中,第二级焙烧是氮气气氛下进行,氧浓度为100ppm,焙烧温度为480℃,焙烧时间为5小时。
参照实施例1的方式对实施例3-5所获催化剂的性能进行评估,结果如表1所示。
表1
需要说明的是,在本文中,除非另有明确的规定和限定,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
应当理解,以上所述仅是本发明的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种Mo-V-Te-Nb-O催化剂的制备方法,其特征在于包括:
对低品位的碲原料进行加热氧化,获得碲氧化物;
以还原剂对所述碲氧化物进行还原,获得次微米级的碲源;
将次微米级的碲源、钼源、钒源、铌源在溶剂中反应,获得催化剂前驱体;
对所述催化剂前驱体进行干燥、焙烧处理,制得Mo-V-Te-Nb-O催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于具体包括:在有氧气存在的条件下,加热低品位的碲粉末,从而氧化获得碲氧化物。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述低品位的碲粉末的粒径在5.0μm以下,优选2.0μm以下,纯度在98%以上,优选99%以上;
和/或,所述制备方法包括:加热使所述低品位的碲粉末的温度在300℃以上,优选320℃以上,加热时间在5小时以上;
和/或,所述碲氧化物包括二氧化碲。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于具体包括:向水中加入还原剂和所述碲氧化物,并加热还原形成所述次微米级的碲源,所述还原剂的氧化还原标准电位在0.4V以下;优选的,所述还原剂包括肼,或者水与肼的混合物;优选的,所述加热还原的温度在50℃以上,优选80℃以上,加热还原的时间在5小时以上,优选10小时以上;
和/或,所述次微米级的碲源的粒径在0.7μm以下,优选0.5μm以下。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于还包括:将所述次微米级的碲源与钼源和钒源的水溶液混合形成混合浆液并加热,再加入铌源进行反应,从而获得包含催化剂前驱体的浆液;优选的,所述加热的温度在40℃以上,更优选为40℃~100℃;优选的,所述加热的时间为0.5小时以上,更优选为2小时以上。
6.根据权利要求1或5所述的制备方法,其特征在于:所述钒源、碲源、铌源相对于钼源的原子比分别为0.15~1.5,0.01~1.5,0.01~0.5,且所述碲源相对于钒源的原子比为0.3~1.5;优选的,所述钒源、碲源、铌源相对于钼源的原子比分别为0.15~0.4、0.01~0.3、0.01~0.3,且所述碲源相对于钒源的原子比为0.3~0.8。
7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于具体包括:
将所述铌源直接加入被加热的混合浆液内进行反应,从而获得包含催化剂前驱体的浆液;
或者,将所述铌源与双氧水混合后加入被加热的混合浆液内进行反应,从而获得包含催化剂前驱体的浆液;优选的,所述双氧水相对于铌源的摩尔比在0.5以下,更优选在0.3以下;
和/或,所述制备方法具体包括:
直接对所述包含催化剂前驱体的浆液进行干燥、焙烧处理;
或者,向所述包含催化剂前驱体的浆液内加入氨水和/或硝酸铵,之后进行干燥、焙烧处理;优选的,所述氨水相对于钼源的摩尔比在0.02以上,更优选在0.04以上;优选的,所述硝酸铵相对于钼源的摩尔比在0.2以上,更优选在0.4以上。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述干燥处理包括喷雾干燥;
和/或,所述焙烧处理包括第一级焙烧和第二级焙烧;
其中,所述第一级焙烧是在有氧气存在的条件下进行,焙烧温度在300℃以上,优选为300~380℃,更优选为300~360℃,焙烧时间为3~30分钟;
所述第二级焙烧是在低氧条件下进行,焙烧温度在550℃以上,优选为550~640℃,更优选为570~620℃,焙烧时间在0.75小时以上,优选为1~5小时,更优选为1.5~2.5小时;
优选的,所述低氧条件包括由氮气和/或惰性气体形成的气氛,其中,所述低氧条件中氧浓度在300ppm以下,优选在100ppm以下。
9.由权利要求1-8中任一项所述方法制备的Mo-V-Te-Nb-O催化剂,所述催化剂的化学式为MoVjTekNbmOn,其中j为0.15~1.5,k为0.01~1.5,且k/j=0.3~1.5,m为0.01~0.3,n为由Mo、V、Te、Nb的氧化态所确定的值。
10.权利要求9所述Mo-V-Te-Nb-O催化剂于以丙烷制取丙烯酸的反应中的用途。
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