[發明專利]含有納米級活性組分的負載型催化劑及其微波制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010535301.X
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN113797922B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 武潔花;邵蕓;張明森;劉東兵
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J37/34;C07C2/84;C07C9/06;C07C11/04
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;李婉婉

本發明涉及催化劑領域，公開了一種含有納米級活性組分的負載型催化劑及其微波制備方法和應用。該負載型催化劑包括載體和負載在所述載體上的活性組分，所述載體為埃洛石；所述活性組分包括堿金屬元素、錳元素和鎢元素；所述錳元素以錳的氧化物的形式存在，所述鎢元素以鎢的氧化物的形式存在；所述錳的氧化物和所述鎢的氧化物各自獨立的為納米級結構。本發明的催化劑制備工藝簡單、成本低，且用于甲烷氧化偶聯反應時，具有較高的反應轉化率和選擇性。

技術領域

本發明涉及催化劑領域，具體地，涉及一種負載型催化劑的制備方法，該制備方法制備的負載型催化劑，一種負載型催化劑，所述負載型催化劑在甲烷氧化偶聯反應中的應用，以及一種由甲烷制備碳二及以上烴的方法。

背景技術

乙烯是石油化工最基本原料之一。在合成材料方面，大量用于生產聚乙烯、氯乙烯及聚氯乙烯，乙苯、苯乙烯及聚苯乙烯以及乙丙橡膠等；在有機合成方面，廣泛用于合成乙醇、環氧乙烷及乙二醇、乙醛、乙酸、丙醛、丙酸及其衍生物等多種基本有機合成原料；經鹵化，可制氯代乙烯、氯代乙烷、溴代乙烷；經齊聚可制α-烯烴，進而生產高級醇、烷基苯等。

伴隨著勘探技術的突破、新氣田的發現以及深海勘探開發技術水平的不斷提升，全球天然氣探明儲量持續增加。在天然氣產量增加的背景下，甲烷轉化制低碳烯烴(OCM)技術也再次引起學術界和工業界的關注。利用天然氣生產乙烯是以烴類化合物中儲量豐富的甲烷為原料制乙烯的最短路線，將使乙烯生產成本大幅下降，在理論上該路線最為經濟。但由于甲烷的定向活化難度極大，該工藝目前依然是天然氣化工與催化的研究熱點。

目前的研究主要集中在用于甲烷偶聯反應的催化劑上，但目前的催化劑制備工藝較為繁瑣，制備時間較長，不利于其工業化方法生產。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的上述問題，提供一種負載型催化劑的制備方法，一種負載型催化劑，該制備方法制備的負載型催化劑，所述負載型催化劑在甲烷氧化偶聯反應中的應用，以及一種由甲烷制備碳二及以上烴的方法。本發明的催化劑制備時間可大大降低，解決了現有制備工藝周期長的問題，并且本發明提供的催化劑且用于甲烷氧化偶聯反應時，還具有較高的反應轉化率和選擇性。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供一種負載型催化劑的制備方法，該方法包括：將活性組分的前驅體和載體的混合物料進行微波處理，以使活性組分的前驅體負載在載體上，然后將負載后的固體物料依次進行干燥和焙燒，得到所述負載型催化劑；

其中，所述載體為埃洛石；所述活性組分包括堿金屬元素、錳元素和鎢元素；

其中，所述錳元素的前驅體和所述鎢元素的前驅體各自獨立的為納米級結構；

其中，所述錳元素的前驅體為錳的氧化物；所述鎢元素的前驅體為鎢的氧化物。

本發明第二方面提供如上所述的方法制備的負載型催化劑。

本發明第三方面提供一種負載型催化劑，該負載型催化劑包括載體和負載在所述載體上的活性組分，其中，所述載體為埃洛石；所述活性組分包括堿金屬元素、錳元素和鎢元素；

其中，所述錳元素以錳的氧化物的形式存在，所述鎢元素以鎢的氧化物的形式存在；

其中，所述錳的氧化物和所述鎢的氧化物各自獨立的為納米級結構。

本發明第四方面提供如上所述的負載型催化劑在甲烷氧化偶聯反應中的應用。

本發明第五方面提供一種由甲烷制備碳二及以上烴的方法，該方法包括：在氧氣存在下，并且在甲烷氧化偶聯反應的條件下，將甲烷與如上所述的負載型催化劑接觸；

或者，按照如上所述的方法制備負載型催化劑，然后在氧氣存在下，并且在甲烷氧化偶聯反應的條件下，將甲烷與所得負載型催化劑接觸。