钒铁基双金属氧化物催化剂及其制备方法和应用

文档序号:34162883发布日期:2023-05-14 22:13阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种钒铁基双金属氧化物催化剂,包括载体,其特征在于,所述载体上负载有单层分散的fevo4,所述单层分散的fevo4负载有体相的fevo4纳米颗粒;所述单层分散的fevo4作为直接脱氢催化位点,所述fevo4纳米颗粒作为氢选择性燃烧位点。2.根据权利要求1所述的一种钒铁基双金属氧化物催化剂,其特征在于,所述载体为al2o3、sio2、tio2或者分子筛。3.根据权利要求1所述的一种钒铁基双金属氧化物催化剂,其特征在于,所述fevo4的总质量为催化剂总质量的10-50wt.%。4.根据权利要求3所述的一种钒铁基双金属氧化物催化剂,其特征在于,所述fevo4的总质量为催化剂总质量的30wt.%。5.一种如权利要求1-4中任一项所述钒铁基双金属氧化物催化剂的制备方法,其特征在于,按照以下步骤进行:(1)将铁的前驱体盐与钒的前驱体盐溶解、均匀混合;(2)将步骤(1)得到的均匀混合盐溶液浸渍到所述载体上,进行干燥;(3)将浸渍后的载体进行焙烧,焙烧气氛为空气,焙烧温度为500-600℃,焙烧后的催化剂压片成型、过筛备用。6.根据权利要求5所述钒铁基双金属氧化物催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,将硝酸铁均匀分散在去离子水中形成浸渍液-1,将偏钒酸铵与草酸混合均匀溶解在去离子水中形成浸渍液-2,将浸渍液-1和浸渍液-2均匀混合;其中偏钒酸铵和草酸的质量比为1:2。7.根据权利要求5所述钒铁基双金属氧化物催化剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,干燥温度为80-100℃,干燥时间为6-12h;步骤(3)中,焙烧时间为1—8小时;过筛目数为20-40目。8.一种如权利要求1-4中任一项所述钒铁基双金属氧化物催化剂在低碳烷烃化学链脱氢中的应用,其特征在于,在无氧气共进料的条件下,催化剂与低碳烷烃反应,所述单层分散的fevo4作为直接脱氢催化位点将低碳烷烃转化为相应的烯烃和氢气;所述fevo4纳米颗粒作为选择性氢燃烧位点将副产物氢选择性燃烧生成产物水并释放热能,所述fevo4纳米颗粒被还原为低价态;反应后的催化剂通入氧气或空气进行再生,fevo4纳米颗粒的晶格氧获得补充,同时使积碳进行燃烧并释放热能;经历上述循环后,催化剂回到初始状态。9.根据权利要求8所述钒铁基双金属氧化物催化剂在低碳烷烃化学链脱氢中的应用,其特征在于,所述低碳烷烃的碳原子数为2-4。10.根据权利要求8所述钒铁基双金属氧化物催化剂在低碳烷烃化学链脱氢中的应用,其特征在于,将催化剂和石英砂物理混合均匀,催化剂和石英砂的质量比为(0.2—1):1;反应在常压下进行,反应温度为450-650℃,预通入氮气以排除空气,随后再通入丙烷;其中丙烷和氮气总流量为20—50ml/min,丙烷体积百分数为5—30%。

技术总结
本发明属于化学链低碳烷烃脱氢催化剂技术领域,公开了一种钒铁基双金属氧化物催化剂及制备方法和应用,催化剂为载体上负载有单层分散的FeVO4,单层分散的FeVO4负载有体相的FeVO4纳米颗粒;单层分散的FeVO4作为直接脱氢催化位点,FeVO4纳米颗粒作为氢选择性燃烧位点;制备方法为先将铁的前驱体盐与钒的前驱体盐溶解、均匀混合;然后将均匀混合的盐溶液浸渍到载体上进行干燥;最后进行焙烧,焙烧后的催化剂压片成型、过筛备用。本发明的催化剂在低碳烷烃化学链脱氢中应用,具有低碳烷烃单程高转化率,目标产物烯烃高选择性的突出优势;同时能有效解决纯氧化铁在氧化还原过程中烧结的问题,实现经过多个还原-氧化再生循环之后,其性能与结构均能保持稳定。其性能与结构均能保持稳定。其性能与结构均能保持稳定。


技术研发人员:巩金龙 王伟 陈赛 裴春雷 赵志坚
受保护的技术使用者:天津大学
技术研发日:2023.03.15
技术公布日:2023/5/13
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