【技术实现步骤摘要】
甲烷电氧化制醇的催化剂、其制备方法及应用
[0001]本专利技术涉及催化剂
，具体而言，涉及甲烷电氧化制醇的催化剂、其制备方法及应用。
技术介绍
[0002]世界各地地壳中蕴藏着丰富的天然气资源，储存量约占地球能源总量的21％。近年来，页岩气、甲烷水合物等非常规天然气资源不断被勘探，使得天然气成为石油资源的理想替代品。甲烷是天然气的主要成分(体积分数约为70
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90％)。鉴于甲烷具有极高的燃烧焓(
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892kJ/mol)和能量密度(>1000kWh/m3)，大多数天然气资源被用于加热或在燃料电池中催化氧化产生电能。这些利用方式引发的二氧化碳排放和甲烷泄漏将加剧温室效应。相比之下，将甲烷催化转化为高附加值化工产品具有更高的经济价值和实用性。
[0003]目前，甲烷热催化是接近商业化的最成熟的甲烷催化转化技术，主要包括甲烷蒸汽重整、甲烷
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二氧化碳重整、甲烷自热重整、甲烷氧化偶联、甲烷脱氢芳构化、甲烷转化为烯烃、芳烃和氢等。然而，上述热催化工艺均为...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种甲烷电氧化制醇的催化剂，其特征在于，所述催化剂由还原氧化石墨烯和氧化锌形成的水凝胶膜组成，所述氧化锌分散于所述水凝胶膜的膜层中，在所述水凝胶膜的表面负载有氧化锆和镍。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，以质量分数计，在所述催化剂中所述还原氧化石墨烯和所述氧化锌合计质量占比为60％
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95％，所述氧化锆和所述镍合计质量占比为5％
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40％；优选地，还原氧化石墨烯和所述氧化锌合计质量占比为75％
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85％，所述氧化锆和所述镍合计质量占比为15％
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25％；优选地，所述氧化锌和所述还原氧化石墨烯的质量比为1:(0.5
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50)；更优选为4:3
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3:4；优选地，所述氧化锆和所述镍的质量比为1:(4
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20)；更优选为1:(4
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6)；优选地，所述水凝胶膜经过毛细压缩。3.一种权利要求1或2中所述催化剂的制备方法，其特征在于，包括：以还原氧化石墨烯分散液和氧化锌胶体溶液为原料制备氧化锌
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还原氧化石墨烯水凝胶膜；在所述氧化锌
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还原氧化石墨烯水凝胶膜上沉积氧化锆和镍。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述氧化锌
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还原氧化石墨烯水凝胶膜的制备过程包括：将所述还原氧化石墨烯分散液和所述氧化锌胶体溶液混合，通过真空抽滤形成水凝胶膜；优选地，采用混合纤维素酯微孔滤膜进行真空抽滤；优选地，将形成的所述水凝胶膜从滤膜上剥离，进入水中以去除残余杂质。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述还原氧化石墨烯分散液的制备过程包括：将氧化石墨烯分散液与氨水和水合肼混合均匀，在70℃
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100℃的条件下反应0.5h
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4h；优选地，氧化石墨烯分散液的浓度为0.05mg/mL
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0.5mg/mL，氨水为氨含量为25
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28wt％的水溶液，水合肼为水合肼含量为80
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90wt％的水溶液，氨水与所述氧化石墨烯分散液的体积比为1:(100
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1000)，水合肼与所述氧化石墨烯分散液的体积比为1:(1000
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10000)；优选地，所述氧化石墨烯分散液的制备过程包括：将氧化石墨烯用水稀释并进行超声剥离之后，进行离心以去除未剥离部分，得到满足浓度要求的氧化石墨烯分散液。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述氧化锌胶体溶液的制备过程包括：将锌盐水溶液滴加至碱性沉淀剂水溶液中，在50℃
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90℃的条件下反应0.5h
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5h，冷却并稀释至0.05mg/mL
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0.5mg/mL；优选地，所述锌盐水溶液的浓度为1mM
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10mM，反应中所采用的锌盐与碱性沉淀剂的质量比为1:(2
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5)；优选地，所述锌盐选自二水合乙酸锌、六水合硝酸锌、氯化锌、乙酰丙酮锌水合物和七水合硫酸锌中的至少一种；优选地，所述碱性沉淀剂选自氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的至少一种。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述氧化锌
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还原氧化石墨烯水凝胶膜上沉积氧化锆和镍之前，对所述氧化锌
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还原氧化石墨烯水凝胶膜进行毛细压缩；
优选地，所述毛细压缩的过程包括：将所述氧化锌
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还原氧化石墨烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟明，张辰，栗文龙，胡雪慧，
申请(专利权)人：上海盛剑环境系统科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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