[發(fā)明專利]適用于化學(xué)鏈甲烷氧化偶聯(lián)的載氧體及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011196700.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN112295559B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鞏金龍;張先華;裴春雷;趙志堅(jiān);蘇迎輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/34
• 分類號(hào): B01J23/34;C07C2/84;C07C9/06;C07C11/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 琪琛

1.一種適用于化學(xué)鏈甲烷氧化偶聯(lián)的載氧體，其特征在于，該載氧體為混合均勻的Li₂SiO₃和Mn₇SiO₁₂負(fù)載在SiO₂載體表面，通式為nLi₂SiO₃-1Mn₇SiO₁₂/SiO₂；其中，n=7, 7/2,7/4, 7/6, 7/18；其通過混合氧化物前驅(qū)體xLi₂SiO₃-yLiMn₂O₄-zMn₂O₃/SiO₂經(jīng)一次循環(huán)化學(xué)鏈甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)獲得；其中，當(dāng)n=7時(shí), x=21/4, y=7/2, z= 0；當(dāng)n=7/2時(shí), x=7/4,y=7/2, z= 0；當(dāng)n=7/4時(shí), x=0, y=7/2, z= 0；當(dāng)n=7/6時(shí), x=0, y=7/3, z= 7/6；當(dāng)n=7/18時(shí), x=0, y=2, z= 7。

2.一種如權(quán)利要求1所述載氧體的制備方法，其特征在于，該方法按照以下步驟進(jìn)行：

步驟一、根據(jù)xLi₂SiO₃-yLiMn₂O₄-zMn₂O₃/SiO₂的化學(xué)計(jì)量比，稱取硝酸鋰和硝酸錳等體積浸漬于二氧化硅并恒溫干燥；之后將得到樣品在750~900℃條件下焙燒3~6h，得到xLi₂SiO₃-yLiMn₂O₄-zMn₂O₃/SiO₂混合氧化物前驅(qū)體；其中，x, y, z依次分別為x=21/4, 7/4, 0, 0, 0; y=7/2, 7/2, 7/2, 7/3, 2; z= 0, 0, 0, 7/6, 7；

步驟二、將步驟一中獲得的xLi₂SiO₃-yLiMn₂O₄-zMn₂O₃/SiO₂混合氧化物前驅(qū)體在700~900℃下進(jìn)行一個(gè)循環(huán)的化學(xué)鏈甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)，得到nLi₂SiO₃-1Mn₇SiO₁₂/SiO₂載氧體；其中，n=7, 7/2, 7/4, 7/6, 7/18。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述載氧體的制備方法，其特征在于，步驟一中恒溫干燥的干燥溫度為60~120℃，干燥時(shí)間為5-24 h。

4.一種如權(quán)利要求1所述載氧體在化學(xué)鏈甲烷氧化偶聯(lián)中的應(yīng)用，其特征在于，在還原階段，所述載氧體在無氧條件下與甲烷反應(yīng)，所述載氧體中的晶格氧將甲烷部分氧化生成合成氣，與此同時(shí)所述載氧體被還原；在氧化階段，被還原后的所述載氧體與空氣反應(yīng)實(shí)現(xiàn)載氧體的循環(huán)再生，恢復(fù)到與甲烷反應(yīng)前的結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的載氧體在化學(xué)鏈甲烷氧化偶聯(lián)的應(yīng)用，其特征在于，所述還原階段和所述氧化階段的反應(yīng)溫度均為700-900℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述載氧體在化學(xué)鏈甲烷氧化偶聯(lián)的應(yīng)用，其特征在于，所述還原階段通入甲烷和氮?dú)饣旌蠚猓渲屑淄轶w積百分?jǐn)?shù)為5—10%，以甲烷為基準(zhǔn)計(jì)算，控制反應(yīng)的體積空速為240—480h^-1。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述載氧體在化學(xué)鏈甲烷氧化偶聯(lián)中的應(yīng)用，其特征在于，所述氧化階段通入空氣。