[發(fā)明專利]一種用于甲烷催化氧化的催化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410570619.6
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104368327A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設計）人: 韓昭;廖繽;戢廷;孟德寬
• 申請（專利權）人: 江西寶安新材料科技有限公司;韓昭
• 主分類號: B01J23/14
• 分類號: B01J23/14;B01J23/34;B01J23/26;B01J23/835;B01D53/94;B01D53/72
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 喻尚威

技術領域

本發(fā)明涉及甲烷氧化催化劑，特別是涉及一種用于甲烷催化氧化的催化劑及其制備方法。

背景技術

現有貴金屬類的甲烷催化氧化的催化劑對化學鍵O-O、C-H有很強的活化能力，使得原本很穩(wěn)定的分子形成反應性能極強的自由基，從而觸發(fā)鏈反應，因此，與非貴金屬類的甲烷催化氧化的催化劑相比，具有更高的催化活性，但是，在實際使用中，由于貴金屬存在穩(wěn)定性差、易燒結等問題，一些通過改善負載貴金屬的載體或是鈀Pd與其它鉑族金屬鉑Pt、鋨Os、銥Ir、釕Ru、銠Rh中的至少一種共用制成雙貴或多貴金屬催化劑的方法，在提高其熱穩(wěn)定性方面都尚未獲得顯著的效果，且價格昂貴，一直難以工業(yè)應用。

現有非貴金屬類的甲烷催化氧化的催化劑中的鈣鈦礦型(ABO₃)催化劑，與貴金屬類的催化劑相比，成本低廉、熱穩(wěn)定性好，而起燃溫度與貴金屬類的相近，其中A為鑭La和鍶Sr、B為鐵Fe、鈷Co、鎳Ni和錳Mn中的一種組成的鈣鈦礦型(ABO₃)催化劑對甲烷催化效果最好。華東理工大學工業(yè)催化研究所的崔士貞、郭耘、張志剛和盧冠忠發(fā)表的《La_xSr_1-xNiO₃的制備及在甲烷催化燃燒中的應用》(第十三屆全國催化學術會議論文集，2006)，公開了采用檸檬酸硝酸鹽法制備的催化劑La_0.9Sr_0.1NiO₃，起燃溫度為335℃，完全轉化溫度為492℃，與Philippe?O?Thevenin，Ana?Alcalde，Lars?J?Pettersson，Sven?G?José?Luis?Fierro發(fā)表在《Journal?of?catalysis(催化學報)》(2003，215[1]：78-86)的“Catalytic?Combustion?of?Methane?over?cerium?dopped?palladium?catalysts”公開的采用濕法浸漬法制備的摻雜Ce的2.5％Pd/γ-Al₂O₃的催化劑活性相近，但是，在強放熱反應中，鈣鈦礦型(ABO₃)催化劑也存在高溫易燒結、B位元素易流失等問題，同樣難于工業(yè)應用。

中國專利CN101293200A公開了《一種含鈦雙鈣鈦礦型甲烷燃燒催化劑的制備方法》，采用溶膠-凝膠法，絡合劑是葡萄糖，其特征是：將與Mg離子的物質的量之比為1∶1的鈦酸丁酯加入到不斷攪拌的95％乙醇中，產生白色沉淀，鈦酸丁酯與乙醇的體積比為1∶(1～2)，向其中滴加濃硝酸，濃硝酸與鈦酸丁酯的體積比為1％～10％，直到沉淀完全溶解，得到透明的溶液；按物質的量之比為2∶1稱取硝酸鑭和硝酸鎂，將上述硝酸鑭和硝酸鎂溶于去離子水中，硝酸鑭和硝酸鎂與去離子水的物質的量之比為1∶(50～200)，再向上述去離子水溶液中加入適量的葡萄糖，總的金屬陽離子與葡萄糖的物質的量之比為1∶(1～4)，使其充分形成配合物溶液；再將上述制得的透明溶液加入到配合物溶液中，使其充分混合，然后在70℃水浴恒溫攪拌，蒸發(fā)水分，在18h～36h之間成凝膠，將所得膠體干燥得干膠，在溫度為500℃、800℃和1100℃空氣中焙燒1h～5h后得La₂MgTiO₆催化劑，焙燒溫度范圍：500℃～1100℃。