[發(fā)明專利]一種甲烷氧化偶聯(lián)制C2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811459030.3
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109647372B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李德寶;林明桂;馮茹;郭荷芹;肖勇;李莉;賈麗濤;侯博
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所
• 主分類號: B01J23/04
• 分類號: B01J23/04;B01J23/10;C07C2/84;C07C11/04
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 劉寶賢

1.一種甲烷氧化偶聯(lián)制C₂烴催化劑，其特征在于：以金屬氧化物A_aO_x為活性組分，在活性組分的基礎(chǔ)上添加助劑B_bO_y，催化劑中活性組分及助劑負載在載體S上，催化劑中活性組分質(zhì)量百分含量為0.5～5.0%，助劑B_bO_y的加入量為B：A摩爾比=1：5～1：50，其余為載體S；所述的金屬氧化物A_aO_x為La₂O₃或MgO，助劑B_bO_y中B為Li、Na、K、Ca、Sr、Ba中的一種或幾種，載體S為ZrO₂、CeO₂或Al₂O₃中的一種或幾種，該甲烷氧化偶聯(lián)制C₂烴催化劑制備方法包括如下步驟：

（1）載體S的制備

將載體S的可溶性前驅(qū)體溶于去離子水，形成0.1～2mol/L的溶液，并與堿性溶液在20～80℃下攪拌并流共沉淀，控制pH值為8.0～12.0，制得的沉淀物經(jīng)老化1～12小時后過濾、洗滌，并重復(fù)數(shù)次直至濾液呈中性，所得的濕濾餅經(jīng)干燥后，在空氣氣氛中350～800℃焙燒1～12小時，制得載體S；

（2）活性組分沉積

將步驟（1）所制得的載體S與乙醇混合形成濃度為0.01～0.1g/mL的均勻懸浮液樣品，懸浮液樣品均勻涂覆在玻璃片表面，蒸干后置于原子層沉積設(shè)備真空反應(yīng)腔中，用高純載氣清洗設(shè)備及管路，并控制反應(yīng)腔溫度為200～350℃，腔體壓力為10～100Pa；向反應(yīng)腔體中通入活性組分的前驅(qū)體0.5～5秒后，吹掃5～20秒，再向反應(yīng)腔中通入氣態(tài)氧源1～5秒后，吹掃5～20秒，得到表層沉積的金屬氧化物A_aO_x；以150～500循環(huán)數(shù)重復(fù)沉積金屬氧化物A_aO_x，所得的樣品在空氣中350～750℃焙燒1～6小時，得到載體S負載的納米金屬氧化物A_aO_x；

（3）助劑B_bO_y浸漬

將助劑B_bO_y可溶性前驅(qū)體溶于去離子水，等體積浸漬步驟（2）所得的載體S負載的納米金屬氧化物A_aO_x 1～24小時，烘干，350～750℃焙燒1～6小時，得到低溫甲烷氧化偶聯(lián)催化劑B_bO_y/A_aO_x/S。

2.如權(quán)利要求1所述的一種甲烷氧化偶聯(lián)制C₂烴催化劑，其特征在于：載體的可溶性前驅(qū)體為：硝酸鋯、硝酸氧鋯、氯化鋯、氯化氧鋯、硝酸鈰、硝酸鈰銨、氯化鈰、硝酸鋁、氯化鋁或硫酸鋁。

3.如權(quán)利要求1所述的一種甲烷氧化偶聯(lián)制C₂烴催化劑，其特征在于：所述制備載體所用的堿性溶液為氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀中的任意一種溶液。

4.如權(quán)利要求1所述的一種甲烷氧化偶聯(lián)制C₂烴催化劑，其特征在于：所述的原子層沉積過程中使用的高純載氣是純度為99.999%的氮氣、氬氣或氦氣。

5.如權(quán)利要求1所述的一種甲烷氧化偶聯(lián)制C₂烴催化劑，其特征在于：所述活性組分AaOx的前驅(qū)體為三（N,N'-二異丙基甲脒）鑭、三（N,N'-二異丙基乙脒）鑭、或雙（N,N-二仲丁基乙脒基）鎂，氣態(tài)氧源為氧氣、臭氧或水蒸氣。

6.如權(quán)利要求1所述的一種甲烷氧化偶聯(lián)制C₂烴催化劑，其特征在于：所述的助劑B_bO_y的可溶性前驅(qū)體為Li、Na、K金屬的硝酸鹽或碳酸氫鹽，Ca、Sr、Ba金屬的硝酸鹽。