甲烷偶联二氧化碳制备乙醇用光催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于甲烷光催化氧化技术领域，具体甲烷偶联二氧化碳制备乙醇用光催化剂及其制备方法和应用。本发明专利技术的甲烷偶联二氧化碳生成乙醇用光催化剂为二氧化铈复合氧化锌纳米颗粒，利用尿素、铈和锌的金属盐原位一步煅烧法合成；该光催化剂用于甲烷偶联二氧化碳制备乙醇，通过调节Ce\Zn比、水量、反应时间、反应温度、气体比例与总压等，在光照下反应得到甲醇、过氧甲醇、乙酸以及所述乙醇，同时抑制生成一氧化碳等副反应。本发明专利技术将传统二氧化碳和甲烷气相转换的方法进行改良并整合，彼此互为氧化剂和还原剂，通过光化学在同一催化剂界面实现高价值多碳液相产物的高选择性。本发明专利技术方法，原材料来源广泛，制备方法简单、环保、价格低廉，有利于推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于甲烷光催化氧化，具体涉及甲烷偶联二氧化碳制备乙醇用光催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

1、甲烷是石油开采的副产品，广泛存在于天然气、页岩气和可燃冰中。由于物产丰富且价格低廉，甲烷正成为替代煤炭和石油的化学和燃料的重要前驱体。因此，甲烷的合理利用为目前的石油工业脱碳提供了条件。目前甲烷通常以气态形式存在且易燃易爆，不适合长途运输，因此限制了甲烷的应用。将甲烷转化为更高附加值的易运输的液体如乙醇，乙酸或甲醇等是理想途径。

2、甲烷的四面体构型显示出高对称性和低极性，是一种极稳定的惰性分子。同时，碳氢键的离解能与其有价值的转化产品(如ch3ch2oh，ch3oh等)相比而言更高。因此，甲烷的选择性氧化仍旧是一大挑战。工业上对甲烷的转化采用合成气路线，需要大量能源和资金成本，且受到苛刻的反应条件(温度>900k和压力>3mpa)的制约，并会排出大量二氧化碳，进一步加剧全球变暖。为了减少工厂设备的维护成本和二氧化碳排放，在较低温下(<500k)的甲烷直接转化为氧化产物的方法得到发展。但是这一类方法常使用价格昂贵的氧化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种甲烷偶联二氧化碳制备乙醇用光催化剂，其特征在于，为一种二氧化铈复合氧化锌纳米颗粒；由铈盐和锌盐研磨混合后经高温500 -600℃反应1-3 h制备得到；其中，铈盐和锌盐的摩尔比为：1: (1-25)。

2.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，所述铈盐选自氯化铈、乙酸铈、硫酸铈、硝酸铈；所述锌盐选自氯化锌、乙酸锌、硫酸锌、硝酸锌。

3.一种如权利要求1或2所述的光催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

4.一种如权利要求1或2所述的光催化剂在甲烷偶联二氧化碳制备乙醇中的应用，其特征在于，是在光照下利用催化剂表面的甲烷和二氧化碳吸附与活...

【技术特征摘要】

1.一种甲烷偶联二氧化碳制备乙醇用光催化剂，其特征在于，为一种二氧化铈复合氧化锌纳米颗粒；由铈盐和锌盐研磨混合后经高温500 -600℃反应1-3 h制备得到；其中，铈盐和锌盐的摩尔比为：1: (1-25)。

2.根据权利要求1所述的光催化剂，其特征在于，所述铈盐选自氯化铈、乙酸铈、硫酸铈、硝酸铈；所述锌盐选自氯化锌、乙酸锌、硫酸锌、硝酸锌。

3.一种如权利要求1或2所述的光催化剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

4.一种如权利要求1或2所述的光催化剂在甲烷偶联二氧化碳制备乙醇中的应用，其特征在于，是在光照下利用催化剂表面的甲烷和二氧化碳吸附与活化位点的紧密联系，促进光催化偶联甲烷和二氧化碳，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑耿锋，郝书雅，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：