[發(fā)明專利]一種表面硅修飾的鈷-鎳復(fù)合氧化物催化劑及其制備方法、催化煤層氣氧化制甲醇的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110270895.0
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113019372B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李文志;吳明偉;袁亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: B01J23/755
• 分類號: B01J23/755;B01J35/00;C07C29/50;C07C31/04
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 劉樂

1.一種鈷鎳納米復(fù)合材料，其特征在于，包括鈷-鎳復(fù)合氧化物，以及復(fù)合在所述鈷-鎳復(fù)合氧化物表面的二氧化硅層；

所述鈷-鎳復(fù)合氧化物負(fù)載在二氧化硅層和二氧化硅層之間；

所述二氧化硅包括無定型二氧化硅；

所述鈷-鎳復(fù)合氧化物中鈷和鎳的摩爾比為1：（0.2~5）；

所述二氧化硅占所述鈷鎳納米復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~30%；

所述復(fù)合不是核殼包覆結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈷鎳納米復(fù)合材料，其特征在于，所述鈷-鎳復(fù)合氧化物為鈷的氧化物和鎳的氧化物的復(fù)合物；

所述二氧化硅層的厚度為0.5~5 nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈷鎳納米復(fù)合材料，其特征在于，所述鈷-鎳復(fù)合氧化物包括鈷-鎳復(fù)合氧化物顆粒；

所述鈷-鎳復(fù)合氧化物的粒徑為2~30 nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求 3所述的鈷鎳納米復(fù)合材料，其特征在于，多個鈷-鎳復(fù)合氧化物顆粒被包覆在二氧化硅層和二氧化硅層之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈷鎳納米復(fù)合材料，其特征在于，所述鈷鎳納米復(fù)合材料為鈷鎳納米復(fù)合催化劑材料；

所述鈷鎳納米復(fù)合催化劑材料中，所述鈷-鎳復(fù)合氧化物為活性組分；

所述鈷鎳納米復(fù)合催化劑材料為催化煤層氣氧化制甲醇的催化劑。

6.一種如權(quán)利要求1~5任意一項所述的鈷鎳納米復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）將鈷源與鎳源在溶劑中混合后，加入氨水，得到鈷和鎳的復(fù)合沉淀物；

2）將鈷和鎳的復(fù)合沉淀物和有機(jī)硅源混合后，經(jīng)過煅燒，得到鈷鎳納米復(fù)合材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述鈷源包括硝酸鈷；

所述鎳源包括硝酸鎳；

所述溶劑包括環(huán)己烷；

所述氨水的體積濃度為10%~50%；

所述鈷源與所述氨水的質(zhì)量體積比為1g：（0.5~3）mL。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)硅源包括硅酸四乙酯、三乙氧基辛基硅烷、三甲氧基硅烷和三甲氧基辛基硅烷中的一種或多種；

所述煅燒的溫度為300~600℃；

所述煅燒的時間為3~8 h；

所述煅燒的升溫速率為5~10℃/min 。

9.一種催化煤層氣氧化制甲醇的方法，其特征在于，在權(quán)利要求1~5任意一項所述的鈷鎳納米復(fù)合材料或權(quán)利要求6~8任意一項制備方法所制備的鈷鎳納米復(fù)合材料的作用下，將包含煤層氣的原料氣進(jìn)行催化反應(yīng)，得到甲醇。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述煤層氣中甲烷的濃度≤5 vol%；

所述鈷鎳納米復(fù)合材料在催化反應(yīng)過程中，具有甲醇選擇性；

所述催化反應(yīng)是在連續(xù)氣流狀態(tài)中進(jìn)行；

所述連續(xù)氣流空速為10000~60000 h^-1。