用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂及制法和应用

一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂由钒氧化物为主催化活性组分，钛氧化物为助催化活性组分，以及助剂金属氧化物组成，其质量百分比组成为V

1.一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂，其特征在于催化剂由钒氧化物为主催化活性组分，钛氧化物为助催化活性组分，以及助剂金属氧化物组成，其质量百分比组成为V₂O₅为5～60wt%，TiO₂为40～95wt%，助剂金属氧化物为0～55wt%。
2.如权利要求1所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂，其特征在于所述的助剂金属氧化物为硅、锆、铝、铈、铁、钼、铜、镍金属元素氧化物中的一种或几种。
3.如权利要求1或2所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：分别加钒源、钛源和助剂金属源及其络合剂于浓酸的水溶液中，搅拌加热使其溶解，各物质的摩尔比组成为钒源、钛源和助剂金属源中金属总和：酸：络合剂=1：1～20：0.5～10，上述溶液于空气中100～150℃迅速加热10～60min后，120～180℃烘干12～48h，所得产物在400～500℃焙烧8～15h，得到催化剂。
4.如权利要求3所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的制备方法，其特征在于所述的钒源为偏钒酸铵、偏钒酸钠、偏钒酸钾、正钒酸钠或焦钒酸钠。
5.如权利要求3所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的制备方法，其特征在于所述的钛源为四氯化钛、硫酸钛、钛酸四丁酯或异丙醇钛。
6.如权利要求3所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的制备方法，其特征在于所述的硅源为正硅酸乙酯或二氧化硅。
7.如权利要求3所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的制备方法，其特征在于所述的锆源为氧氯化锆或硝酸锆。
8.如权利要求3所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的制备方法，其特征在于所述的铝源为硝酸铝或氯化铝。
9.如权利要求3所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的制备方法，其特征在于所述的铈源为硝酸铈。
10.如权利要求3所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的制备方法，其特征在于所述的铁源为硝酸铁或氯化铁。
11.如权利要求3所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的制备方法，其特征在于所述的钼源为钼酸铵。
12.如权利要求3所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的制备方法，其特征在于所述的铜源为硝酸铜或氯化铜。
13.如权利要求3所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的制备方法，其特征在于所述的镍源为硝酸镍或碳酸镍。
14.如权利要求3所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的制备方法，其特征在于所述的如上所述浓酸为浓度为16mol/mL的浓硝酸、浓度为12mol/mL的浓盐酸或浓度为19mol/mL的浓磷酸。
15.如权利要求3所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的制备方法，其特征在于所述的浓酸的水溶液是指使用浓酸和去离子水的体积比为1：1配备的浓酸水溶液。
16.如权利要求3所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的制备方法，其特征在于所述的络合剂为丙二酸、乳酸、柠檬酸或草酸。
17.如权利要求1或2所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的应用，其特征在于包括如下步骤：将催化剂在含氧惰性气体中50～100ml^.min^-1流速下200～500℃活化1～10h，并随后降到80～100℃，甲醇液体经预热器预热到100～140℃气化后和含氧混合气体组成原料气，其中，甲醇在原料气中的体积百分数为2～15%，原料气在压力为0.5～1MPa、温度为100～200℃、空速为1000～20 000ml/g_cat^.h下进行选择性氧化反应，反应产物经分离器分离得到二甲氧基甲烷以及副产物副产物甲醛、二甲醚、甲酸甲酯和含碳化合物COx。
18.如权利要求17所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的应用，其特征在于所述的含氧惰性气体可以是氧气和氩气或氧气和氦气的混合气，氧气的体积百分数为5～15%。
19.如权利要求17所述一种用于甲醇氧化合成二甲氧基甲烷的催化剂的应用，其特征在于所述的含氧混合气体为氧气和氮气或氧气和氩气的混合气，氧气的体积百分数为8～12%。