本发明涉及催化剂，尤其涉及一种用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂及其制备方法。
背景技术：
1、3,4-二氯苯甲腈又名3,4-二氯苯腈，是重要的精细化学品和有机合成中间体。其是合成选择性除草剂氰氟草酯的重要有机原料；另外，它还可广泛用作医药、颜料、染料、液晶材料的中间体。3,4-二氯苯甲腈传统制备方法一般是以相应的醛、醛肟或酸为原料制得，这些方法原料价格高、反应路线长、环境污染严重。3,4-二氯苯甲腈也可通过氨氧化法生产，氨氧化法制备3,4-二氯苯甲腈的方法具有工艺简捷、可连续进行、操作简单、生产能力强、经济效益显著、对环境友好等优点；该方法核心技术是催化剂。
2、目前用于合成3,4-二氯苯甲腈的最普遍而有效的一种催化体系为钒系催化剂。早期的钒系催化剂一般使用最简单的钒组分或者钒配有其他少量组分，其总体活性太高，选择性较差，收率较低。从近期的用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂组成发展来看，主要有v-sb、v-cr和sb-fe三种组成。这些催化剂也还或多或少存在制备过程复杂，制备条件苛刻，经济价值有待进一步提高，催化剂活性过高容易造成深度氧化，对氨有较强的分解能力，造成生成大量的co2、co、h2o和hcn，使反应需要大量的氨，增加了三废处理量等技术缺陷。
3、为了解决上述问题，授权公告号为cn111569925b的中国发明专利公开了一种制备3,4-二氯苯甲腈的专用催化剂，该专用催化剂的载体为氮化碳掺杂硅胶形成的硅胶-氮化碳复合载体，负载的活性组分的组成表示为：vsbbpcddeeggox；其中d为硼、镧、铈、钐、铕、钪、铬、钼、铋或钨；e为钛、锆、锰、铁、钴、镍、铜、锌或锡；g为锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙或钡。该发明还公开了该催化剂的制备方法及用途。该发明制备的专用催化剂的复合载体中，氮化碳作为路易斯碱与作为路易斯酸的活性组分进行路易斯酸碱反应，从而强化活性组份与载体的作用，减少了活性组分流失，同时使活性组分分散更均匀，提高了催化剂强度、耐磨性；延长了使用寿命；利用氮化碳还可调节催化剂氧化还原能力及与反应物的配位能力，提高了催化剂的活性和选择性。然而，该催化剂成分和制备工艺复杂，催化活性和选择性仍然有待进一步提高。
4、因此，有必要寻求更为有效的方法，制备出催化效果好，收率和选择性高的用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂。
技术实现思路
1、本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种催化效果好，收率和选择性高的用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂及其制备方法。
2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂，以二氧化硅为载体，活性组分以摩尔比计元素组成为：v1.0sbambnbcndzeom，式中：m为硼或碲；n为稀土元素；z选自锶、铪、铟中的至少一种；a的取值范围为0.2-0.5；b的取值范围为0.03-0.1；c的取值范围为0.08-0.12；d的取值范围为0.01-0.05；e的取值范围为0.06-0.15；m为催化剂中满足各元素化合价所需的氧原子数；所述催化剂中的载体二氧化硅以重量百分比计为35-60wt％。
3、优选的，所述稀土元素为sc、y、pr按摩尔比1:(1-3):(0.8-1.2)混合形成的混合物。
4、本发明的另一个目的，在于提供一种所述用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂的制备方法，包括如下步骤：将钒源、锑源、m源、铌源、n源、z源分散于醇溶剂中，搅拌均匀后，缓慢加入醋酸钠和硅溶胶，再剧烈搅拌1-2h后，接着将混合物转移到聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，在195-215℃下反应18-22h；取出反应釜，待反应体系冷却后用去离子水和无水乙醇反复洗涤，接着在80-90℃的真空干燥箱中干燥过夜，最后于室温在惰性气体氛围下以4-6℃/min升温到600-800℃，再在该温度下保温6-15h后自然冷却，研磨过100-300目筛，得到用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂。
5、优选的，所述钒源为硝酸钒、氯化钒中的至少一种；所述锑源为硝酸锑、氯化锑中的至少一种。
6、优选的，所述m源、n源、z源为分别含有m、n、z元素的可溶性盐。
7、优选的，所述m源为四氯化碲或硼酸钠。
8、优选的，所述醇溶剂为乙二醇。
9、优选的，所述钒源、醇溶剂、醋酸钠的质量为0.5:(15-25):(3-5)。
10、优选的，所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
11、由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
12、(1)本发明公开的用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂的制备方法，原料来源丰富、工艺路线简捷、对环境友好、成本低、收率高，催化剂寿命长；制备效率和成品合格率高，耗能低，对设备依赖性小，适于连续规模化生产，具有较好的应用价值。
13、(2)本发明公开的用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂，以二氧化硅为载体，活性组分以摩尔比计元素组成为：v1.0sbambnbcndzeom，式中：m为硼或碲；n为稀土元素；z选自锶、铪、铟中的至少一种；a的取值范围为0.2-0.5；b的取值范围为0.03-0.1；c的取值范围为0.08-0.12；d的取值范围为0.01-0.05；e的取值范围为0.06-0.15；m为催化剂中满足各元素化合价所需的氧原子数；所述催化剂中的载体二氧化硅以重量百分比计为35-60wt％。通过活性组分中各元素组分种类及含量配比的合理选取，及与载体的配合，使得制成的催化剂催化效果好，收率和选择性高。
14、(3)本发明公开的用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂，采用水热反应，且对制备工艺参数的合理选择，使得制成的催化剂比表面积大，催化活性高，只需添加较少的量即可实现较好的催化效果，用于合成3,4-二氯苯甲腈选择性和反应转化率均较高。
1.一种用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂，其特征在于，以二氧化硅为载体，活性组分以摩尔比计元素组成为：v1.0sbambnbcndzeom，式中：m为硼或碲；n为稀土元素；z选自锶、铪、铟中的至少一种；a的取值范围为0.2-0.5；b的取值范围为0.03-0.1；c的取值范围为0.08-0.12；d的取值范围为0.01-0.05；e的取值范围为0.06-0.15；m为催化剂中满足各元素化合价所需的氧原子数；所述催化剂中的载体二氧化硅以重量百分比计为35-60wt％。
2.根据权利要求1所述的用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂，其特征在于，所述稀土元素为sc、y、pr按摩尔比1:(1-3):(0.8-1.2)混合形成的混合物。
3.根据权利要求1-2任一项所述的用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂，其特征在于，所述用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂的制备方法，包括如下步骤：将钒源、锑源、m源、铌源、n源、z源分散于醇溶剂中，搅拌均匀后，缓慢加入醋酸钠和硅溶胶，再剧烈搅拌1-2h后，接着将混合物转移到聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，在195-215℃下反应18-22h；取出反应釜，待反应体系冷却后用去离子水和无水乙醇反复洗涤，接着在80-90℃的真空干燥箱中干燥过夜，最后于室温在惰性气体氛围下以4-6℃/min升温到600-800℃，再在该温度下保温6-15h后自然冷却，研磨过100-300目筛，得到用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂。
4.根据权利要求3所述的用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂，其特征在于，所述钒源为硝酸钒、氯化钒中的至少一种；所述锑源为硝酸锑、氯化锑中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂，其特征在于，所述m源、n源、z源为分别含有m、n、z元素的可溶性盐。
6.根据权利要求3所述的用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂，其特征在于，所述m源为四氯化碲或硼酸钠。
7.根据权利要求3所述的用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂，其特征在于，所述醇溶剂为乙二醇。
8.根据权利要求3所述的用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂，其特征在于，所述钒源、醇溶剂、醋酸钠的质量为0.5:(15-25):(3-5)。
9.根据权利要求3所述的用于合成3,4-二氯苯甲腈的催化剂，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
