光驱动页岩气氧化制醇的催化剂及其制备方法和应用技术

本申请公开了一种光驱动页岩气氧化制醇的催化剂及其制备方法和应用，催化剂包括载体以及负载在所述载体上的镍团簇，所述载体为氧化锌纳米网。本申请的催化剂在镍团簇和氧化锌纳米网界面处引入Ni‑O‑Zn位点，形成强烈的金属‑半导体间相互作用，诱导形成富电子的镍团簇和缺电子的氧空位，促进光生载流子的分离和迁移，稳定反应过程中的甲基、乙基和异丙基中间体，显著强化光催化活性；本申请的催化剂具有广泛的底物适用性，首次实现了甲烷、乙烷和丙烷的同时光氧化；本申请的催化剂可在常温和低氧气浓度的温和条件下催化甲烷、乙烷、丙烷和页岩气光氧化，降低过氧化程度，提高目标产物选择性。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于催化剂，具体涉及一种光驱动页岩气氧化制醇的催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着页岩气(甲烷、乙烷和丙烷的混合物)开采成为资源开发的重点，碳氢化合物原料的供应显著增加。这使得通过非石油作为原料生产高附加值化学品成为可能，从而可有效缓解当前能源和环境危机。因此，学术界和工业界对将页岩气转化升级为高附加值液体化学品的兴趣日益浓厚。当前，工业上主要通过间接路径将页岩气转化为高值化学品。这些路径包括甲烷蒸汽重整生成合成气或乙烷/丙烷蒸汽裂解生成烯烃，然后将合成气或烯烃转化为醇、酸和醛等液体化学品。然而，这些热化学过程不仅能耗高，而且选择性难以控制。此外，某些反应过程还需使用腐蚀性溶剂和/或额外的氧化剂，不可避免地增加了成本和安全问题。因此，在温和条件下直接将页岩气转化为高附加值产品，具有重要的工业意义。然而，这一过程在化学上仍然面临着巨大的挑战。

2、太阳能驱动的烷烃光激活为实现化学品的可持续生产提供了一条有前景的途径。已有研究证明，激发态的电子-空穴对能够实现c-h功能化。同时，光转换中的低温也可防止催化剂的焦化烧结和产物过氧化。目本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种光驱动页岩气氧化制醇的催化剂，其特征在于，包括载体以及负载在所述载体上的镍团簇，所述载体为氧化锌纳米网。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述镍团簇和所述氧化锌纳米网的界面处存在Ni-O-Zn连接键。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述镍团簇在所述催化剂中的原子百分比为1.4～1.8at％；

4.一种如权利要求1至3任一所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述溶液I中锌离子和镍离子的摩尔比为10：(0.09～0.11)；和/或，>

6.根据权利...

【技术特征摘要】

1.一种光驱动页岩气氧化制醇的催化剂，其特征在于，包括载体以及负载在所述载体上的镍团簇，所述载体为氧化锌纳米网。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述镍团簇和所述氧化锌纳米网的界面处存在ni-o-zn连接键。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述镍团簇在所述催化剂中的原子百分比为1.4～1.8at％；

4.一种如权利要求1至3任一所述的催化剂的制备方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述溶液i中锌离子和镍离子的摩尔比为10：(0.09～0.11)；和/或，

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为100～120℃，时间为10～14h；和/或，

7.一种权利要求1至3任一所述的催化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇，薛飞，王梦君，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：