[發(fā)明專利]催化甲烷氧化偶聯(lián)制乙烷和乙烯的氧化物納米棒催化劑及其制法及其應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310307275.5
• 申請(qǐng)日: 2013-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103350002A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫予罕;祝艷;黃萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海中科高等研究院
• 主分類號(hào): B01J35/10
• 分類號(hào): B01J35/10;B01J23/10;B01J21/10;B01J23/04;C07C9/06;C07C11/04;C07C2/84
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 王函

1.一種催化甲烷氧化偶聯(lián)制乙烷和乙烯的氧化物催化劑，其特征在于，該催化劑具有納米棒狀結(jié)構(gòu)；該催化劑是金屬氧化物納米棒，或者是添加助劑的復(fù)合氧化物納米棒，即N/MxOy，M為堿土金屬中的一種，或者M(jìn)是稀土金屬中的一種，N是堿金屬中的一種，或者N是堿土金屬中的一種。

2.如權(quán)利要求1所述的一種催化甲烷氧化偶聯(lián)制乙烷和乙烯的氧化物催化劑，其特征在于，M為Mg，Ca中的一種，或M是La，Ce中的一種；N是Li、K、Na中的一種，或者N是Sr、Ba中的一種。

3.如權(quán)利要求1所述的一種催化甲烷氧化偶聯(lián)制乙烷和乙烯的氧化物催化劑，其特征在于，所述添加助劑的復(fù)合氧化物納米棒，即N/MxOy，助金屬N與主組分M的摩爾比為：1/15～1/1。

4.如權(quán)利要求3所述的一種催化甲烷氧化偶聯(lián)制乙烷和乙烯的氧化物催化劑，其特征在于，N與M的摩爾比為：1/10～1/5。

5.一種如權(quán)利要求1所述的催化甲烷氧化偶聯(lián)制乙烷和乙烯的氧化物催化劑的制備方法，其特征在于，采用沉淀法制備，包括以下步驟：

①沉淀：金屬鹽和尿素依次溶解在超純水中；金屬鹽的濃度為0.01～0.03mol/L，尿素的濃度為0.1～0.5mol/L；氨水滴加到上述溶液中，直至溶液的pH值為10～12；此溶液在80～100℃的水浴中反應(yīng)2～8小時(shí)，離心洗滌；

②干燥：將步驟①所得的沉淀，在75～95℃的干燥箱中干燥10～12小時(shí)；

③煅燒：將步驟②干燥后的沉淀，放在馬弗爐中，在300-750℃煅燒1.5～3小時(shí)。

6.如權(quán)利要求5所述的一種催化甲烷氧化偶聯(lián)制乙烷和乙烯的氧化物催化劑的制備方法，其特征在于：在步驟①中，所述的金屬鹽為水溶性硝酸鹽或有機(jī)酸鹽中的一種或多種，金屬離子濃度為0.01～0.03mol/L。

7.如權(quán)利要求5所述一種催化甲烷氧化偶聯(lián)制乙烷和乙烯的氧化物催化劑的制備方法，其特征在于：在步驟②和步驟③之間增加如下步驟：將濃度為0.01-0.05mol/L的硝酸鹽溶液滴入上述沉淀上，直至飽和，再在65-85℃的干燥箱中干燥10-12小時(shí)。

8.如權(quán)利要求1所述的一種催化甲烷氧化偶聯(lián)制乙烷和乙烯的氧化物催化劑在甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)中的應(yīng)用，其特征在于：所述催化劑應(yīng)用于甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)中，其中，催化反應(yīng)條件為：催化反應(yīng)的溫度為400～800℃；CH₄和O₂的流速為80～200mL/min；CH₄與O₂的摩爾比為1～10；空速為10000～70000h^-1。

9.如權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于：所述催化反應(yīng)條件為：催化反應(yīng)的溫度為500～600℃；CH₄和O₂的流速為100～130mL/min；CH₄與O₂的摩爾比為2～4；空速為30000～40000h^-1。