用于甲烷氧化制甲醇的分子筛光热催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于光热催化剂技术领域，尤其涉及一种用于甲烷氧化制甲醇的分子筛光热催化剂及其制备方法，该催化剂结构式：Cu/M‑ZSM‑5；制备方法包括以下步骤：S1：将硅源、铝源、金属源、模板剂和水混合均匀，形成起始凝胶；S2：经过水热晶化，离心分离，洗涤至中性，干燥得到分子筛原粉；S3：焙烧得到M‑ZSM‑5分子筛；S4：在超声波条件下，将M‑ZSM‑5与铜盐溶液离子交换，旋蒸干燥后得到Cu/M‑ZSM‑5光热催化剂。将催化剂装填入固定床反应器中，通入氦气，升温至活化温度并对催化剂进行活化，通入甲烷、氧气和水的混合气体；当掺杂金属为Zn时，Cu/Zn‑ZSM‑5光热催化甲烷制得的甲醇产率为100.05μmol gcat‑1 h‑1，较Cu/ZSM‑5甲醇产率提高了91%。该催化剂在甲烷光热催化制甲醇反应中表现出优异的催化性能及稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光热催化剂，尤其涉及一种用于甲烷氧化制甲醇的分子筛光热催化剂及其制备方法。

技术介绍

1、金属分子筛催化剂由于其良好催化效果被大量应用，如cu、fe、ni和co基分子筛催化剂。将杂原子金属掺杂进分子筛骨架，可以使其具备光催化性能。如ts-1分子筛，已被广泛应用于光催化反应。相比于传统半导体光催化剂，分子筛光催化剂拥有更大的比表面积以及促进光生载流子分离的优势。

2、与传统的催化工艺相比，光热催化作为一种新型的催化工艺，有效的融合了光催化和热催化两种催化方式的优点，其性能远高于光催化和热催化的简单线性组合，可以有效抑制催化剂失活和产物过氧化。

3、中国专利cn115069285b公开了一种甲烷直接制甲醇的光热催化剂（cu-mor/g-c3n4）的制备方法和应用，该方法将光催化中心g-c3n4负载于cu-mor孔道，当孔道中g-c3n4含量过多会堵塞cu-mor孔道，造成反应气体甲烷、氧气和水无法顺利达到催化剂热活性位，最终导致催化性能下降。中国专利cn113967476b公开了一种钙钛矿负载钴高效催化剂（co-sto）、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.用于甲烷氧化制甲醇的分子筛光热催化剂，其特征在于，结构式为Cu/M-ZSM-5，以M-ZSM-5分子筛为载体，分子筛孔道中的Cu是活性中心，分子筛骨架上的M是光催化活性位点。

2.根据权利要求1所述的一种用于甲烷氧化制甲醇的分子筛光热催化剂，其特征在于，所述M-ZSM-5分子筛含有多级孔道，包括：微孔和介孔。

3.权利要求1所述的用于甲烷氧化制甲醇的分子筛光热催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的用于甲烷氧化制甲醇的分子筛光热催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中反应物料摩尔配比范围为Si:Al:M:TPAOH...

【技术特征摘要】

1.用于甲烷氧化制甲醇的分子筛光热催化剂，其特征在于，结构式为cu/m-zsm-5，以m-zsm-5分子筛为载体，分子筛孔道中的cu是活性中心，分子筛骨架上的m是光催化活性位点。

2.根据权利要求1所述的一种用于甲烷氧化制甲醇的分子筛光热催化剂，其特征在于，所述m-zsm-5分子筛含有多级孔道，包括：微孔和介孔。

3.权利要求1所述的用于甲烷氧化制甲醇的分子筛光热催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的用于甲烷氧化制甲醇的分子筛光热催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中反应物料摩尔配比范围为si:al:m:tpaoh:h2o＝1:(0.008～0.024):(0.008～0.024):0.18:18。

5.根据权利要求3所述的用于甲烷氧化制甲醇的分子筛光热催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中金属源为无水醋酸锌、钛酸四丁酯、硫酸氧钒和氯化钴中的任意一种。

6.根据权利要求3所述的用于甲烷氧化制甲醇的分子筛光热催化剂的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：左志军，陈艳群，张竹霞，郝俊才，张瑞鑫，高志华，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：