The invention discloses a catalyst for highly selective catalytic conversion of methane to ethanol, a preparation method and a use thereof. The catalyst contains nano-platinum and boron clusters, which are coated on the surface of nano-platinum and form an aqueous solution system. The catalyst catalyzes methane oxidation to obtain more than 98% ethanol selectivity and a small amount of methanol under mild conditions in the presence of hydrogen peroxide and oxygen. The yield of ethanol exceeds 10 mmol/(gcat..H), which has great economic value. The catalyst prepared by the invention has the advantages of high activity, simple preparation and operation, and can be used for industrial amplification, etc.
【技术实现步骤摘要】
一种用于高选择催化甲烷转化为乙醇的催化剂及其制备方法和用途
本专利技术属于甲烷转化为乙醇的催化剂领域,具体涉及一种用于较温和条件下高选择催化甲烷转化为乙醇的催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
自然界蕴藏着丰富的天然气资源,其主要成分是甲烷,是一种优质清洁燃料,也是制造合成气和许多化工产品的重要原料,但同时甲烷也对温室效应起到重要作用。目前,对天然气的利用十分有限,如何开发和利用天然气资源不仅能解决甲烷直接排放造成的温室效应,而且能缓解能源问题以及将其转化为更有用的化工原料,是当前国际上的热门课题之一。由于甲烷堪称结构最稳定的有机分子,它的活化要比其他烃类困难,特别是在温和条件下的催化氧化更为困难。如何在温和条件下实现甲烷的定向高效转化是一个巨大的挑战。对于目前甲烷的低温催化转化研究,NatureCommun.在2015年报道了Cu-MOR催化剂低温选择性将甲烷氧化为甲醇,ACSCentral.Sci.在2016年报道了Cu-分子筛催化甲烷到甲醇的直接转化,Science在2017年报道了Cu-MOR以水为弱氧化剂可以将甲醇的选择性提高到97%,但是温度依然在200℃以上,Science在2017年报道了Au-Pd胶体在50℃条件下将甲烷氧化为甲醇。到目前为止,还未见到由甲烷直接催化转化为乙醇的报道。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷,本专利技术的目的是提供一种可用于较温和条件下高选择催化甲烷转化为乙醇的催化剂,该催化剂包含纳米铂和硼簇,所述硼簇包覆在纳米铂的表面而构成的水溶液体系,该催化剂在双氧水和氧气的存在下和较温和条件下催化甲烷氧化得到98%以上的乙 ...
【技术保护点】
1.一种用于较温和条件下高选择催化甲烷转化为乙醇的硼簇包裹的纳米铂催化剂,其特征在于,通过以下方法制备:将氯铂酸的水溶液在闭环十二硼烷铯盐中还原得到包覆有闭环十二硼烷铯盐的纳米铂颗粒,硼簇与氯铂酸的摩尔比为1~8:1,反应温度为27~100°C,反应时间为0.5~4小时,即得所述硼簇包裹的纳米铂催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种用于较温和条件下高选择催化甲烷转化为乙醇的硼簇包裹的纳米铂催化剂,其特征在于,通过以下方法制备:将氯铂酸的水溶液在闭环十二硼烷铯盐中还原得到包覆有闭环十二硼烷铯盐的纳米铂颗粒,硼簇与氯铂酸的摩尔比为1~8:1,反应温度为27~100°C,反应时间为0.5~4小时,即得所述硼簇包裹的纳米铂催化剂。2.权利要求1所述的硼簇包裹的纳米铂催化剂在...
【专利技术属性】
技术研发人员:周晓海,汪政熙,张海波,
申请(专利权)人:武汉大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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