【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及乙烯制备，尤其涉及一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法。
技术介绍
1、乙烯是石油化学工业的基石，主要用于生产合成乙醇、乙二醇、环氧乙烷、聚氯乙烯等化工产品。当前乙烯的生产主要依赖石脑油裂解。鉴于乙烷在页岩气中广泛存在，从乙烷到乙烯的催化脱氢过程目前在非石油路线生产乙烯中有广泛的前景。然而，乙烷无氧脱氢制乙烯受到热力学平衡限制，需要极高的反应温度才能获得较为可观的单程转化率。氧化脱氢可以克服该限制，并且反应温度较低。
2、而光热催化基于光化学和热化学反应途径之间的协同作用，可以明显提高催化活性，调变催化反应路径和选择性。因此，基于光热转化的光热催化乙烷氧化脱氢研究逐步受到能源和催化领域研究者的高度重视。现有的二氧化碳(co2)作为氧化剂使乙烷脱氢制乙烯的工艺中，光催化路线所得的乙烷的转化率较低，因此常使用高温作为反应条件，如中国专利公开号cn114073947a中公开的一种二氧化碳氧化乙烷催化剂，该催化剂在700℃下催化乙烷脱氢得到较高的产率，但同时也消耗了大量化石能源。
技术实现思路
1、本专利技术为了克服现有技术下以二氧化碳为氧化剂，通过光催化将乙烷转化为乙烯的工艺中乙烷的转化率较低的问题，提供一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法，该方法的选择性好，乙烯的产量高，采用光照作为反应条件，消耗的化石燃料少。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方
4、所述催化剂为ni基水滑石衍生的复合金属氧化物催化剂。
5、本专利技术将co2联合氧气(o2)作为氧化剂，进行光热催化乙烷脱氢制备乙烯产品，所得副产品还包括合成气(co和h2)。co2作为氧化剂能够避免乙烷的深度裂解、提高催化剂抗积碳性能，而o2作为共进料能够烷烃的c-h活化，大幅降低反应过程的活化能。另外o2通过光生电子活化，能够补充催化剂中的晶格氧，构成光增强的晶格氧氧化机制，进而提高乙烷转化率、降低反应温度，进而实现高效、高选择性的乙烷氧化脱氢制乙烯。
6、作为优选，所述二氧化碳和氧气的体积比为(10～500):1。
7、所述优选，所述乙烷和二氧化碳的体积比为(1～1.5):1。
8、作为优选，所述反应气体的总压为0.1～10mpa。
9、作为优选，所述二氧化碳为烟气捕集得到的二氧化碳。
10、快速发展的现代工业带来了大量含有co2的工业废气，目前吸收法和吸附法等co2捕集技术较为成熟。本专利技术可采用烟气捕集所得co2作为乙烯的生产原料，所得产品的转换率高、纯度高，能够实现烟气捕集后co2的资源化利用。
11、作为优选，所述复合金属氧化物催化剂由ni基水滑石焙烧得到。
12、作为优选，所述焙烧条件为空气气氛下250～500℃焙烧4～5h。
13、作为优选，所述复合金属氧化物催化剂为nix-mmo，其中x为co、fe、ti、cr、mn、v、in或ga。
14、作为更优选，所述m为ti。
15、作为优选，所述复合金属氧化物催化剂中ni与x的摩尔比为(1～6):1。
16、作为优选，所述光照强度1.0～100w/cm2。
17、作为优选，所述光照来源包括汞灯、led灯、钨灯、氙灯和太阳光。
18、因此，本专利技术具有如下有益效果：
19、(1)本专利技术可避免乙烷的深度氧化，提高目标产物乙烯的选择性，并且在二氧化碳作为氧化剂的基础上加入氧气，配合ni基水滑石衍生的复合金属氧化物催化剂大幅提高了乙烷转化率；
20、(2)本专利技术所用的ni基水滑石衍生的复合金属氧化物合成工艺简单，易于实现工业化；
21、(3)本专利技术以清洁能源太阳能作为反应的驱动力，绿色环保，反应条件温和，减少对化石燃料的消耗，降低工艺成本。
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1.一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法，其特征是，包括如下步骤：将二氧化碳、氧气和乙烷混合得到反应气，反应气在催化剂及光照下进行乙烷氧化脱氢反应得到乙烯；
2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法，其特征是，所述二氧化碳和氧气的体积比为(10~500):1。
3.根据权利要求1或2所述的一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法，其特征是，所述乙烷和二氧化碳的体积比为(1~1.5):1。
4.根据权利要求3所述的一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法，其特征是，所述反应气体的总压为0.1～10MPa。
5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法，其特征是，所述复合金属氧化物催化剂由Ni基水滑石焙烧得到。
6.根据权利要求5所述的一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法，其特征是，所述焙烧条件为空气气氛下250～500℃焙烧4～5h。
7.根据权利要求1或5或6所述的一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方
8.根据权利要求7所述的一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法，其特征是，所述复合金属氧化物催化剂中Ni与M的摩尔比为(1~6):1。
9.根据权利要求1所述的一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法，其特征是，所述光照强度为1.0～100 W/cm2。
10.根据权利要求1或9所述的一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法，其特征是，所述光照来源包括汞灯、LED灯、钨灯、氙灯和太阳光。
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法，其特征是，包括如下步骤：将二氧化碳、氧气和乙烷混合得到反应气，反应气在催化剂及光照下进行乙烷氧化脱氢反应得到乙烯；
2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法，其特征是，所述二氧化碳和氧气的体积比为(10~500):1。
3.根据权利要求1或2所述的一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法，其特征是，所述乙烷和二氧化碳的体积比为(1~1.5):1。
4.根据权利要求3所述的一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法，其特征是，所述反应气体的总压为0.1～10mpa。
5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳联合氧气光热催化乙烷脱氢制乙烯的方法，其特征是，所述复合金属氧化物催化剂由ni基水滑石焙烧得到。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：李佳欣，祁志福，张霄，贺凡，刘飞，程子业，丁浩然，唐文越，李宁，章天晏，
申请(专利权)人：浙江省白马湖实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：
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