A nano-catalyst for oxidative coupling of methane is prepared by adding oxide promoter MOx on the basis of lanthanum oxide as active component. The molar ratio of metal to promoter MOx in active component La2O3 is 1:1-200:1. The invention uses hydrothermal crystallization method to prepare flower-like lanthanum oxide nanospheres, realizes high specific surface characteristics, is conducive to the diffusion of reactive species on the surface, effectively inhibits deep oxidation, and has high utilization ratio of active components, wide reaction temperature and good stability.
【技术实现步骤摘要】
一种纳米甲烷氧化偶联催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种纳米甲烷氧化偶联催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
天然气制乙烯技术包括间接转化和直接转化两种路线。间接转化包括天然气经甲醇制乙烯技术(MTO)、费-托合成路线制乙烯技术(FTO)等；直接转化包括甲烷无氧脱氢技术(MDA)、甲烷氧化偶联制乙烯技术(OCM)等。甲烷间接转化工艺流程较为复杂，需要先将甲烷经高温转化为合成气，再将合成气经一步或两步法合成乙烯。从能量角度看，间接转化需要将本应部分保留于产品的C-H键全部打断生成合成气，然后再在催化剂作用下重组得到烃类产品，造成能量上极大的浪费。甲烷直接转化由于过程简单而一直受到业界及学者的重视，其中无氧脱氢技术甲烷活化较为困难，反应往往需要1000℃以上高温，产物主要为芳烃及少量C2+烃；氧化偶联(OCM)制乙烯反应温度较低，以重要工业原料乙烯为主要产物，工业前景较为广阔，一直处于普遍看好的技术路线。然而由于催化剂性能离工业化需求尚有较大差距，尽管研究几十年，催化剂技术仍未出现较大的突破，因此高性能催化剂是OCM技术能否实现工业应用的核心问题。近十几年来，...
【技术保护点】
1.一种纳米甲烷氧化偶联催化剂，其特征在于纳米甲烷氧化偶联催化剂是以氧化镧为活性组分，在活性组分的基础上添加氧化物助剂MOx，活性组分La2O3中金属与助剂MOx金属摩尔比为1：1～200：1。
【技术特征摘要】
1.一种纳米甲烷氧化偶联催化剂，其特征在于纳米甲烷氧化偶联催化剂是以氧化镧为活性组分，在活性组分的基础上添加氧化物助剂MOx，活性组分La2O3中金属与助剂MOx金属摩尔比为1：1～200：1。2.如权利要求1所述的一种纳米甲烷氧化偶联催化剂，其特征在于所述的氧化物助剂MOx中的M为Ca、Sr、Ba、Ce、Zr中的一种或几种。3.如权利要求1或2所述的一种纳米甲烷氧化偶联催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将有机糖类与有机酸和/或酯溶解于去离子水中，搅拌混合均匀后加入活性组分和助剂的可溶性前驱体，搅拌形成透明溶液，各种物料摩尔比为，有机糖：有机酸或酯：总金属：水=0.1～2.5：0.2～5：1：150～1500；（2）在搅拌状态下用氨水调节步骤（1）的溶液pH值至9～11，得到的凝胶物置于超声波装置，在25～90℃，超声波频率40～60kHz，超声波功率100～2500W条件下进行超声振荡10～180分钟，然后转入晶化釜中，在140～240℃、晶化12～240小时；（3）待晶化完成冷却至室温后，将固体产物过滤分离，先后用去离子水、有机溶剂洗涤以去除杂质离子，干燥后在氮气、氩气或氦气气氛中500～800℃焙烧1～12小时，随后在空气气氛中500～800℃焙烧1～12小时，得到纳米甲烷氧化偶联催化剂。4.如权利要求3所述的一种纳米甲烷氧化偶联催化剂的制备方法，其特征在于所述骤（1）的有机糖类是葡萄糖、果糖或蔗糖中的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李德宝，林明桂，冯茹，郭荷芹，肖勇，李莉，贾丽涛，侯博，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：山西,14
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