一种掺杂型铜铁钼催化剂、其制备方法和应用

1.本发明属于催化剂技术领域，更具体地，涉及一种掺杂型铜铁钼催化剂、其制备方法和应用。


背景技术：

2.乙醛是一种重要的有机化工中间体，可以用来生产乙酸、乙酸乙酯、乙酸乙烯酯、巴豆醛及吡啶类化合物等常见的化工原料。传统乙醛工业生产采用乙烯瓦克氧化技术,存在成本高、腐蚀污染严重、不可持续的缺点。乙醇气相催化氧化制乙醛可通过无氧脱氢和氧化脱氢两种途径进行。乙醇无氧脱氢制乙醛是吸热反应，较高的反应温度常导致催化剂烧结和积碳失活。乙醇氧化脱氢制乙醛是放热反应，催化剂不易积碳，但很难获得高乙醛产率，催化剂活性和选择性的矛盾仍然存在。目前工业上有采用泡沫银催化氧化乙醇制乙醛工艺，但该工艺存在能耗高、乙醛单程收率低和催化剂寿命短等缺点，迫切需要发展更加高效、稳定的乙醇气相氧化脱氢制乙醛催化剂。
3.负载型纳米金催化剂在乙醇气相氧化脱氢反应中表现出较高的催化活性和选择性。中国发明专利cn109569647a报道了一种不含cr的含铜复合氧化物(尖晶石型或钙钛矿型)负载金催化剂，于200℃就能获得》90％的乙醛产率且连续反应200小时不失活。但是这些粉末催化剂因具有较低的比表面积(《10m2/g)和较高au负载量(》1wt％)，导致成本较高且成型较困难。对于成本较低的金属氧化物催化剂，含钒的复合氧化物表现出较高的低温(200-250℃)乙醇选择氧化催化活性，但v具有毒性和环境危害性。铁钼催化剂是已广泛应用于甲醇选择氧化制甲醛的环境友好型工业催化剂，但该催化剂在乙醇氧化制乙醛反应中只表现出中等的催化活性和选择性，长期以来并不被人们重视。最近有人报道了采用共沉淀法制备的铁钼催化剂在较低的空速下于280℃获得了》90％的乙醛产率(chemcatchem,2021,9,1363)，但是乙醛的时空收率不到1.0g g
cat-1
h-1
，催化剂在50h内有明显活性下降。因此需要开发更加高效、稳定的非贵金属氧化物催化剂来助力乙醇气相氧化脱氢制乙醛的工业化应用。


技术实现要素：

4.针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种掺杂型铜铁钼催化剂、其制备方法和应用，以解决现有技术铁钼催化剂时空收率低、催化剂易失活等的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种掺杂型铜铁钼催化剂，其化学式为fe
x
cuy(moo4)3，其中0《y≤0.2，x+y＝2；所述催化剂中金属阳离子fe同时包含+3价和+2价，金属阳离子cu同时包含+2价和+1价。
6.按照本发明的另一个方面，提供了一种所述的掺杂型铜铁钼催化剂的制备方法，包括如下步骤：
7.(1)将铁盐、铜盐、凝胶剂和钼酸铵在水中混合溶解，搅拌得到催化剂前体i；
8.(2)将所述催化剂前体i加热搅拌形成胶体，得到催化剂前体ii；
9.(3)将所述催化剂前体ii烘干，磨碎得到催化剂前体iii；
10.(4)将所述催化剂前体iii在含氧气氛下进行煅烧，得到所述掺杂型铜铁钼催化剂。
11.优选地，所述铁盐为铁的硝酸盐、乙酸盐或乙酰丙酮盐，所述铜盐为铜的硝酸盐、乙酸盐或乙酰丙酮盐，所述催化剂前体i中铁盐和铜盐的总浓度为0.2～1.0mol/l，所述凝胶剂的摩尔量与所述铁盐和铜盐的总摩尔量之比为1～3:1，所述钼酸铵的摩尔量与所述铁盐和铜盐的总摩尔量之比为3:2。
12.优选地，步骤(1)所述凝胶剂为柠檬酸和/或乙二醇。
13.优选地，步骤(2)将所述催化剂前体i在90～100℃加热搅拌3～6h形成胶体，得到催化剂前体ii。
14.优选地，步骤(3)将所述催化剂前体ii在100～140℃烘干，研磨或球磨均匀得到所述催化剂前体iii。
15.优选地，步骤(4)煅烧温度为200～400℃，煅烧时间为10～30h。
16.按照本发明的另一个方面，提供了一种所述的掺杂型铜铁钼催化剂在乙醇气相氧化脱氢制备乙醛中的应用。
17.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
18.(1)本发明提供的一种掺杂型铜铁钼催化剂，通过向钼酸铁中掺杂cu得到fe
x
cuy(moo4)3掺杂型催化剂，其中0《y≤0.2，x+y＝2，实验发现，相较于未掺杂的钼酸铁催化剂，用于乙醇氧化脱氢制乙醛时，200℃的乙醛时空收率从1.42g g
cat-1
h-1
最高可提高至3.44g g
cat-1
h-1
。
19.(2)本发明提供的一种掺杂型铜铁钼催化剂，为非贵金属氧化物催化剂，相比于以往用于乙醇氧化脱氢制乙醛的负载型纳米金催化剂以及泡沫银等贵金属催化剂，大大降低了催化剂成本。
20.(3)本发明提供的掺杂型铜铁钼催化剂，通过溶胶凝胶结合高温煅烧法制备得到，制备方法简便、可控性强、重现性好，有效地降低了生产成本。
21.(4)本发明提供的掺杂型铜铁钼催化剂，铜掺杂量低，催化剂活性高、稳定性好，于200℃就能获得》80％的乙醛单程产率和》3.0g g
cat-1
h-1
的时空收率，并且催化剂连续反应60h不失活。
附图说明
22.图1是实施例1、实施例4、对比例9、对比例13以及对比例14催化剂的xrd图。
23.图2是实施例1、实施例4、对比例9、对比例13以及对比例14催化剂的h
2-tpr结果。
24.图3是实施例2(a)、对比例13(b)和对比例4(c)的sem图。
25.图4是实施例4、对比例13和对比例14的xps图。
26.图5是实施例2的稳定性测试结果图。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
28.本发明提供的一种掺杂型铜铁钼催化剂，其化学式为fe
x
cuy(moo4)3掺杂型催化剂，其中0《y≤0.2，x+y＝2；所述催化剂中金属阳离子fe同时包含+3价和+2价，金属阳离子cu同时包含+2价和+1价。
29.本发明还提供了所述的掺杂型铜铁钼催化剂的制备方法，包括如下步骤：
30.(1)将铁盐、铜盐、凝胶剂和钼酸铵在水中混合溶解，搅拌得到催化剂前体i；
31.(2)将所述催化剂前体i加热搅拌形成胶体，得到催化剂前体ii；
32.(3)将所述催化剂前体ii烘干，磨碎得到催化剂前体iii；
33.(4)将所述催化剂前体iii在含氧气氛下进行煅烧，得到所述掺杂型铜铁钼催化剂。
34.一些实施例中，所述铁盐为铁的硝酸盐、乙酸盐或乙酰丙酮盐，所述铜盐为铜的硝酸盐、乙酸盐或乙酰丙酮盐，所述催化剂前体i中铁盐和铜盐的总浓度为0.2～1.0mol/l，所述凝胶剂的摩尔数与所述铁盐和铜盐的总摩尔数之比为1～3:1，钼酸铵的摩尔数与所述铁盐和铜盐的总摩尔数之比为3:2。步骤(1)所述凝胶剂为柠檬酸和/或乙二醇。本发明凝胶剂起到让反应物溶液形成胶体从而使其均匀分散，并且在煅烧过程中起到一定的还原作用。
35.一些实施例中，步骤(2)将所述催化剂前体i在90～100℃加热搅拌3～6h形成胶体，得到催化剂前体ii。步骤(3)将所述催化剂前体ii在100～140℃烘干，研磨或球磨均匀得到所述催化剂前体iii。步骤(4)煅烧温度为200～400℃，较佳为250～350℃，煅烧时间为10～30h。
36.本发明提供的掺杂型铜铁钼催化剂可用于乙醇气相氧化脱氢制备乙醛。本发明一些实施例中将合成的催化剂用固定床反应器进行活性的评价。评价的方法是向反应管中装入150mg催化剂和510mgα-al2o3混合物，采用氮气试漏，确保系统气密性良好之后，开始对催化剂进行预还原处理，先通入10ml/min h2(10％h2，90％n2)，然后将固定床温度以10℃/min的升温速率升到200℃保温2小时。然后进行活性评价，进料乙醇通过注射泵进入到固定床中，经过气化室后与进料空气混合，进入催化剂床层与催化剂反应，反应产物进入在线气相色谱进行物质测定。在固定床气时空速30000ml/g/h，乙醇的体积浓度为7％，氧气与乙醇体积比为3:1，反应温度为175～225℃时，所述催化剂能获得80～100％乙醇转化率和80～100％乙醛选择性。
37.以下为实施例：
38.实施例1
39.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.98
cu
0.02
(moo4)3的制备
40.称取4.00g硝酸铁、0.024g硝酸铜、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
41.反应管中装入150mg催化剂和510mgα-al2o3混合物，采用氮气试漏，确保系统气密性良好之后，开始对催化剂进行预还原处理，先通入20ml/min h2(10％h2，90％n2)，然后将固定床温度以10℃/min的升温速率升到200℃保温2小时。然后进行活性评价，进料乙醇通
过注射泵进入到固定床中，经过气化室后与进料空气混合，进入催化剂床层与催化剂反应，反应产物进入在线气相色谱进行物质测定。反应条件为：乙醇液体进料空速为4ml/g
cat
/h，氧气与乙醇的摩尔比为3:1，气时空速为30000ml/g
cat
/h，反应温度为150～250℃。实施例1至实施例7以及对比例1至对比例14制得催化剂的乙醇转化率、乙醛选择性、乙醛产率以及乙醛时空收率测试结果见表1，表1中记录结果为200℃的活性结果，以下所有实施例与对比例皆为此测试条件。
42.实施例2
43.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.95
cu
0.05
(moo4)3的制备
44.称取3.94g硝酸铁、0.06g硝酸铜、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
45.采用实施例2催化剂fe
1.95
cu
0.05
(moo4)3进行稳定性测试，测试条件为：乙醇液体进料空速为4ml/g
cat
/h，氧气与乙醇的摩尔比为3:1，气时空速为30000ml/g
cat
/h，反应温度为200℃，最终结果为催化剂能够保持60h不失活，图5为最终稳定性测试结果图。
46.实施例3
47.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.9
cu
0.1
(moo4)3的制备
48.称取3.84g硝酸铁、0.12g硝酸铜、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
49.实施例4
50.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.8
cu
0.2
(moo4)3的制备
51.称取3.64g硝酸铁、0.24g硝酸铜、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
52.实施例5
53.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.9
cu
0.1
(moo4)3的制备(凝胶剂为乙二醇)
54.称取3.84g硝酸铁、0.12g硝酸铜、2.94g钼酸铵溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，并加入1.86g乙二醇混匀，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
55.实施例6
56.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.9
cu
0.1
(moo4)3的制备(凝胶剂:金属盐总摩尔数＝1:1)
57.称取3.84g硝酸铁、0.12g硝酸铜、2.94g钼酸铵和2.10g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
58.实施例7
59.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.9
cu
0.1
(moo4)3的制备(凝胶剂:金属盐总摩尔数＝2:1)
60.称取3.84g硝酸铁、0.12g硝酸铜、2.94g钼酸铵和4.20g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
61.对比例1
62.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.98
mn
0.02
(moo4)3的制备
63.称取4.00g硝酸铁、0.025g硝酸锰、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
64.对比例2
65.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.98
co
0.02
(moo4)3的制备
66.称取4.00g硝酸铁、0.029g硝酸钴、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
67.对比例3
68.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.98
ni
0.02
(moo4)3的制备
69.称取4.00g硝酸铁、0.029g硝酸镍、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
70.对比例4
71.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.6
cu
0.4
(moo4)3的制备
72.称取3.23g硝酸铁、0.48g硝酸铜、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
73.对比例5
74.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.6
mn
0.4
(moo4)3的制备
75.称取3.23g硝酸铁、0.51g硝酸锰、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
76.对比例6
77.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.6
co
0.4
(moo4)3的制备
78.称取3.23g硝酸铁、0.58g硝酸钴、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水
置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
79.对比例7
80.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.6
ni
0.4
(moo4)3的制备
81.称取3.23g硝酸铁、0.58g硝酸镍、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
82.对比例8
83.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.6
ce
0.4
(moo4)3的制备
84.称取3.23g硝酸铁、0.87g硝酸铈、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
85.对比例9
86.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.6
mn
0.2
cu
0.2
(moo4)3的制备
87.称取3.23g硝酸铁、0.24g硝酸铜、0.25g硝酸锰、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
88.对比例10
89.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.6
co
0.2
cu
0.2
(moo4)3的制备
90.称取3.23g硝酸铁、0.24g硝酸铜、0.29g硝酸钴、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
91.对比例11
92.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.6
ni
0.2
cu
0.2
(moo4)3的制备
93.称取3.23g硝酸铁、0.24g硝酸铜、0.29g硝酸镍、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
94.对比例12
95.乙醇气相氧化制乙醛用fe
1.6
ce
0.2
cu
0.2
(moo4)3的制备
96.称取3.64g硝酸铁、0.24g硝酸铜、0.43g硝酸铈、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
97.对比例13
98.乙醇气相氧化制乙醛用fe2(moo4)3的制备
99.称取4.04g硝酸铁、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
100.对比例14
101.乙醇气相氧化制乙醛用cumoo4的制备
102.称取2.42g硝酸铜、2.94g钼酸铵和6.31g柠檬酸溶于25ml去离子水置于50ml的圆底烧瓶中，再将其置于90℃油浴电磁搅拌5h，在其仍有一定温度时将其倒入250ml烧杯中，置于烘箱中120℃烘干12h后，将其研磨均匀装入坩埚中，于马弗炉中300℃煅烧20h，即可得到最终催化剂。
103.图1是实施例1、实施例4、对比例9、对比例13以及对比例14催化剂的xrd图。可以看出由于掺入金属的量较少，催化剂主体结构仍为钼酸铁的结构，但随着铜掺杂量的增加，钼酸铜的结构逐渐明显。
104.图2是实施例1、实施例4、对比例9、对比例13以及对比例14催化剂的h
2-tpr结果。可以看出随着铜的掺杂量增加，还原峰的位置向低温移动，表明催化剂的可还原性增强，因此其应用于选择性氧化的催化性能更好。
105.图3是实施例2(内容(a))、对比例13(内容(b))和对比例4(内容(c))的sem图。可以看出相对于未掺杂铜的催化剂(对比例13)，掺杂少量铜之后催化剂表面结构变得规整，且其表面孔道结构更加有序(实施例4)，更加利于催化反应底物与分子氧的活化，从而提高催化性能。然而，当铜的掺杂量进一步增加时，其催化剂表面规整结构会被破坏(对比例4)，可能也是其催化性能下降的原因。
106.图4是实施例4、对比例13和对比例14的xps图。可以看出，实施例4制备得到的fe
1.8
cu
0.2
(moo4)3催化剂中fe
2+
/fe
3+
与cu
+
/cu
2+
较对比例13与对比例14高。
107.表1各实施例和对比例制备的催化剂催化活性测试结果
108.[0109][0110]
从表1中可以看出，本发明实施例中掺杂型铜铁钼催化剂fe
x
cuy(moo4)3，将少量的铜掺杂到钼酸铁中(y小于或等于0.2时)，可以取得较高的催化剂活性，乙醛时空收率均可以达到3g g
cat-1
h-1
以上，最高可达3.44g g
cat-1
h-1
，当铜掺杂量过多的时候，比如当y大于0.2时，乙醛时空收率有较大程度的降低，说明铜掺杂量不宜过高。另外，当实验中将铜盐替换为其他的金属盐时，相同的掺杂量却表现出明显更低的时空收率，说明不同的金属掺杂得到的催化剂催化活性有较大的差异。
[0111]
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种掺杂型铜铁钼催化剂，其特征在于，其化学式为fe
x
cu
y
(moo4)3，其中0<y≤0.2，x+y＝2；所述催化剂中金属阳离子fe同时包含+3价和+2价，金属阳离子cu同时包含+2价和+1价。2.如权利要求1所述的掺杂型铜铁钼催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将铁盐、铜盐、凝胶剂和钼酸铵在水中混合溶解，搅拌得到催化剂前体i；(2)将所述催化剂前体i加热搅拌形成胶体，得到催化剂前体ii；(3)将所述催化剂前体ii烘干，磨碎得到催化剂前体iii；(4)将所述催化剂前体iii在含氧气氛下进行煅烧，得到所述掺杂型铜铁钼催化剂。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述铁盐为铁的硝酸盐、乙酸盐或乙酰丙酮盐，所述铜盐为铜的硝酸盐、乙酸盐或乙酰丙酮盐，所述催化剂前体i中铁盐和铜盐的总浓度为0.2～1.0mol/l，所述凝胶剂的摩尔量与所述铁盐和铜盐的总摩尔量之比为1～3:1，所述钼酸铵的摩尔量与所述铁盐和铜盐的总摩尔量之比为3:2。4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述凝胶剂为柠檬酸和/或乙二醇。5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)将所述催化剂前体i在90～100℃加热搅拌3～6h形成胶体，得到催化剂前体ii。6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)将所述催化剂前体ii在100～140℃烘干，研磨或球磨均匀得到所述催化剂前体iii。7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)煅烧温度为200～400℃，煅烧时间为10～30h。8.如权利要求1所述的掺杂型铜铁钼催化剂在乙醇气相氧化脱氢制备乙醛中的应用。

技术总结
本发明属于催化剂技术领域，更具体地，涉及一种掺杂型铜铁钼催化剂、其制备方法和应用。本发明掺杂型铜铁钼催化剂，其化学式为Fe


技术研发人员：刘鹏 李钰才
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/9/20