一种合成气制甲烷的改性多孔催化剂制造技术

本发明专利技术公开了一种合成气制甲烷改性多孔催化剂，ICl、苯基立方硅烷、二氯甲烷、偏重亚硫酸钠、TEOS、I8OPS和ZSM‑5为主要原料，通过调节连接单元的长度，可以有效的控制多孔材料的孔径大小，选择苯基立方硅烷作为基本构筑单元，通过其与合成气在ZSM‑5催化下的甲烷化反应，制备具有类似金刚石结构低成本的多孔载体；发明专利技术的改性多孔催化剂具有非常优异的吸附分离性能、热稳定性,对合成气甲烷化反应具有较高的活性和选择性。

A modified porous catalyst for methane synthesis from Syngas

The invention discloses a porous catalyst for methane modification by synthetic gas. ICl, phenyl cubic silane, dichloromethane, heavy sodium sulfite, TEOS, I8OPS and ZSM 5 are the main raw materials. By adjusting the length of the connecting unit, the pore size of the porous material can be effectively controlled, and phenyl cubic silane is selected as the basic construction. The unit, through its methanation reaction with the synthesis gas under the ZSM 5 catalysis, has a porous carrier with low cost of diamond structure. The modified porous catalyst has excellent adsorption separation performance and thermal stability, and has high activity and selectivity for the methanation reaction of the synthetic gas.

【技术实现步骤摘要】
一种合成气制甲烷的改性多孔催化剂
本专利技术涉及一种合成气制甲烷的改性多孔催化剂,属于催化剂

技术介绍
天然气作为一种高效环保的清洁能源备受人们的关注与依赖。近年来随着原油价格的不断上升，使得国内对天然气的需求日益增长，已经达到了供不应求的状态。天然气的不足已经在很大程度上制约了经济的发展，结合我国“富煤、贫油、少气”的资源结构，利用我国丰富的煤炭资源，发展以煤为原料，通过煤气化和甲烷化等技术手段合。成天然气能源具有广阔的应用前景。甲烷化技术是煤制合成气过程中的关键技术，其中直接甲烷化技术由于其工艺流程短，不经过粗煤气的净化过程，把煤气化过程和合成气甲烷化过程合二为一，可以有效的降低生产成本而受到广泛关注。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种合成气制甲烷的改性多孔催化剂，该催化剂能在低温条件下催化甲烷化反应,具有较高的活性和稳定性。一种合成气制甲烷的改性多孔催化剂，制备方法包括以下步骤：步骤1、将三口瓶的两个斜口装上三通阀，其中一侧斜口持续通氮气进行吹扫，另一侧斜口接饱和的碳酸氢钠溶液用于接收反应过程中产生的尾气;步骤2、将10mlICl的二氯甲烷溶剂从一侧斜口注入到反应瓶中，利用干冰/乙醇/乙二醇混合浴，（干冰/乙醇/乙二醇体积比为1:1:3）将反应体系冷却至-40℃;步骤3、待体系温度降至-40℃后，将0.92g苯基立方硅烷缓慢的从中间瓶口加入到反应体系中,在OPS加入体系的一分钟内，即会有大量HCl产生，此时应保持氮气吹扫畅通，控制氮气气流大小将持续产生的HCl气体缓慢的从另一侧斜口带出体系；步骤4、向体系中再加入10ml二氯甲烷溶剂，将粘在瓶壁上的OPS固体冲洗下去；步骤5、保持冷浴温度为-40℃，反应持续搅拌12小时，然后缓慢升温至室温，再搅拌12h，反应结束后，用1mol/L的偏重亚硫酸钠水溶液20ml将反应体系中残余的ICl淬灭；步骤6、提取有机溶剂层，过滤除去无水硫酸镁，水洗三次，将有机溶剂层用无水硫酸镁进行干燥，干燥后将有机溶剂旋干，得到初产物；步骤7、用热的四氢呋喃与冰甲醇（摩尔比1:4）对步骤7得到的初步产物进行重沉淀，得到I8OPS粗品，用乙酸乙酯对粗品进行重结晶纯化，得到无色针状晶体I8OPS；步骤8、将35g纯化的无色针状晶体I8OPS和105gZSM-5沸石粉末,在500℃下活化,分散到的200ml乙醇中,球磨之后将复合物和乙醇的混合物转移到装有2L氨水的的三口烧瓶中,将温度升高到60℃,加热1h,然后加入的100ml的TEOS，继续搅拌6，将得到的浆料过滤,用乙醇洗涤3次,最后得到短链改性的I8OPS/ZSM-5复合催化剂。有益效果：本专利技术提供了一种短链改性的I8OPS/ZSM-5复合催化剂用于合成气制甲烷反应，通过调节连接单元的长度，可以有效的控制多孔材料的孔径大小，选择苯基立方硅烷作为基本构筑单元，通过其与合成气在ZSM-5催化下的甲烷化反应，制备具有类似金刚石结构低成本的多孔载体,I8OPS在重沉淀过程中,会以溶胶-凝胶态形式存在,在复合效果的同时也延长了金属有机骨架材料的传输通道,从而提高其吸附分离效果,使得甲烷的选择性大幅度提高，因此该催化剂具有非常优异的吸附分离性能、热稳定性,对合成气甲烷化反应具有较高的活性和选择性。具体实施方式实施例1一种合成气制甲烷的改性多孔催化剂，制备方法包括以下步骤：步骤1、将三口瓶的两个斜口装上三通阀，其中一侧斜口持续通氮气进行吹扫，另一侧斜口接饱和的碳酸氢钠溶液用于接收反应过程中产生的尾气;步骤2、将10mlICl的二氯甲烷溶剂从一侧斜口注入到反应瓶中，利用干冰/乙醇/乙二醇混合浴，（干冰/乙醇/乙二醇体积比为1:1:3）将反应体系冷却至-40℃;步骤3、待体系温度降至-40℃后，将0.92g苯基立方硅烷缓慢的从中间瓶口加入到反应体系中,在OPS加入体系的一分钟内，即会有大量HCl产生，此时应保持氮气吹扫畅通，控制氮气气流大小将持续产生的HCl气体缓慢的从另一侧斜口带出体系；步骤4、向体系中再加入10ml二氯甲烷溶剂，将粘在瓶壁上的OPS固体冲洗下去；步骤5、保持冷浴温度为-40℃，反应持续搅拌12小时，然后缓慢升温至室温，再搅拌12h，反应结束后，用1mol/L的偏重亚硫酸钠水溶液20ml将反应体系中残余的ICl淬灭；步骤6、提取有机溶剂层，过滤除去无水硫酸镁，水洗三次，将有机溶剂层用无水硫酸镁进行干燥，干燥后将有机溶剂旋干，得到初产物；步骤7、用热的四氢呋喃与冰甲醇（摩尔比1:4）对步骤7得到的初步产物进行重沉淀，得到I8OPS粗品，用乙酸乙酯对粗品进行重结晶纯化，得到无色针状晶体I8OPS；步骤8、将35g纯化的无色针状晶体I8OPS和105gZSM-5沸石粉末,在500℃下活化,分散到的200ml乙醇中,球磨之后将复合物和乙醇的混合物转移到装有2L氨水的的三口烧瓶中,将温度升高到60℃,加热1h,然后加入的100ml的TEOS，继续搅拌6，将得到的浆料过滤,用乙醇洗涤3次,最后得到短链改性的I8OPS/ZSM-5复合催化剂。实施例2步骤8、将25g纯化的无色针状晶体I8OPS和105gZSM-5沸石粉末,在500℃下活化,分散到的200ml乙醇中,球磨之后将复合物和乙醇的混合物转移到装有2L氨水的的三口烧瓶中,将温度升高到60℃,加热1h,然后加入的100ml的TEOS，继续搅拌6，将得到的浆料过滤,用乙醇洗涤3次,最后得到短链改性的I8OPS/ZSM-5复合催化剂。其余步骤同实施例1。实施例3步骤8、将15g纯化的无色针状晶体I8OPS和105gZSM-5沸石粉末,在500℃下活化,分散到的200ml乙醇中,球磨之后将复合物和乙醇的混合物转移到装有2L氨水的的三口烧瓶中,将温度升高到60℃,加热1h,然后加入的100ml的TEOS，继续搅拌6，将得到的浆料过滤,用乙醇洗涤3次,最后得到短链改性的I8OPS/ZSM-5复合催化剂。其余步骤同实施例1。实施例4步骤8、将5g纯化的无色针状晶体I8OPS和105gZSM-5沸石粉末,在500℃下活化,分散到的200ml乙醇中,球磨之后将复合物和乙醇的混合物转移到装有2L氨水的的三口烧瓶中,将温度升高到60℃,加热1h,然后加入的100ml的TEOS，继续搅拌6，将得到的浆料过滤,用乙醇洗涤3次,最后得到短链改性的I8OPS/ZSM-5复合催化剂。其余步骤同实施例1。实施例5步骤8、将1.0g纯化的无色针状晶体I8OPS和105gZSM-5沸石粉末,在500℃下活化,分散到的200ml乙醇中,球磨之后将复合物和乙醇的混合物转移到装有2L氨水的的三口烧瓶中,将温度升高到60℃,加热1h,然后加入的100ml的TEOS，继续搅拌6，将得到的浆料过滤,用乙醇洗涤3次,最后得到短链改性的I8OPS/ZSM-5复合催化剂。其余步骤同实施例1。实施例6步骤8、将35g纯化的无色针状晶体I8OPS和75gZSM-5沸石粉末,在500℃下活化,分散到的200ml乙醇中,球磨之后将复合物和乙醇的混合物转移到装有2L氨水的的三口烧瓶中,将温度升高到60℃,加热1h,然后加入的100ml的TEOS，继续搅拌6，将得到的浆料过滤,用乙醇洗涤3次,最后得到短链改性的I8OPS/ZSM本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成气制甲烷的改性多孔催化剂，其特征在于,制备方法包括以下步骤：步骤1、将三口瓶的两个斜口装上三通阀，其中一侧斜口持续通氮气进行吹扫，另一侧斜口接饱和的碳酸氢钠溶液用于接收反应过程中产生的尾气;步骤2、将10 ml ICl的二氯甲烷溶剂从一侧斜口注入到反应瓶中，利用干冰/乙醇/乙二醇混合浴，将反应体系冷却至‑40℃;步骤3、待体系温度降至‑40℃后，将0.92g苯基立方硅烷缓慢的从中间瓶口加入到反应体系中,在OPS加入体系的一分钟内，即会有大量HCl产生，此时应保持氮气吹扫畅通，控制氮气气流大小将持续产生的HCl气体缓慢的从另一侧斜口带出体系；步骤4、向体系中再加入10 ml二氯甲烷溶剂，将粘在瓶壁上的OPS固体冲洗下去；步骤5、保持冷浴温度为‑40℃，反应持续搅拌约12小时，然后缓慢升温至室温，再搅拌12h，反应结束后，用1 mol/L的偏重亚硫酸钠水溶液20ml将反应体系中残余的ICl淬灭；步骤6、提取有机溶剂层，过滤除去无水硫酸镁，水洗三次，将有机溶剂层用无水硫酸镁进行干燥，干燥后将有机溶剂旋干，得到初产物；步骤7、用热的四氢呋喃与冰甲醇对步骤7得到的初步产物进行重沉淀，得到I8OPS粗品，用乙酸乙酯对粗品进行重结晶纯化，得到无色针状晶体I8OPS；步骤8、将35g纯化的无色针状晶体I8OPS和105g ZSM‑5沸石粉末,在500℃下活化,分散到的200ml乙醇中,球磨之后将复合物和乙醇的混合物转移到装有2L氨水的的三口烧瓶中,将温度升高到60℃,加热1h,然后加入的100ml的TEOS，继续搅拌6，将得到的浆料过滤,用乙醇洗涤3次,最后得到短链改性的I8OPS/ZSM‑5复合催化剂。...

【技术特征摘要】
1.一种合成气制甲烷的改性多孔催化剂，其特征在于,制备方法包括以下步骤：步骤1、将三口瓶的两个斜口装上三通阀，其中一侧斜口持续通氮气进行吹扫，另一侧斜口接饱和的碳酸氢钠溶液用于接收反应过程中产生的尾气;步骤2、将10mlICl的二氯甲烷溶剂从一侧斜口注入到反应瓶中，利用干冰/乙醇/乙二醇混合浴，将反应体系冷却至-40℃;步骤3、待体系温度降至-40℃后，将0.92g苯基立方硅烷缓慢的从中间瓶口加入到反应体系中,在OPS加入体系的一分钟内，即会有大量HCl产生，此时应保持氮气吹扫畅通，控制氮气气流大小将持续产生的HCl气体缓慢的从另一侧斜口带出体系；步骤4、向体系中再加入10ml二氯甲烷溶剂，将粘在瓶壁上的OPS固体冲洗下去；步骤5、保持冷浴温度为-40℃，反应持续搅拌约12小时，然后缓慢升温至室温，再搅拌12h，反应结束后，用1mol/L的偏重亚硫酸钠水溶液20ml将反应体系中残余的ICl淬灭；步骤6、提取有...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭爽，赵俊明，
申请(专利权)人：新沂市中诺新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32