[发明专利]一种气体吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种气体吸附剂及其制备方法和应用，所述气体吸附剂包括载体和活性组分，活性组分包括：组分a，其为多孔材料；组分b，其为第VIII族金属或其氧化物；任选地组分c，其为第IVB族金属氧化物、第VB族金属氧化物和第VIB族金属氧化物中的一种或多种；任选地组分d，其为第IA族金属盐。通过控制温度，该气体吸附剂可以实现对乙烯和乙炔的吸附和脱附，可用于程序升温表面反应中测定乙烯和乙炔的含量。

技术领域

本发明属于气体吸附测定技术领域，涉及一种气体吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

低碳烯烃是一种重要的基础有机化工原料，之前依赖于石油裂解。受价格及环境因素影响，各国不断开发烯烃生产新路线。甲烷氧化偶联技术(OCM)用天然气替代石油作为原料，为制取低碳烯烃提供了新的途径。甲烷偶联反应是甲烷和氧气在催化剂条件下生成乙烯和乙炔。甲烷偶联反应是一个多相催化过程，通过程序升温技术可以研究催化剂的活性、选择性和反应机理，对催化剂的研制和改进起到重要的作用。在程序升温技术中一个重要的测试数据是测定程序升温过程中产物乙烯、乙炔含量。乙烯和乙炔含量的测定对于催化剂性能的研究和改进具有重要的意义。

目前，程序升温反应中定量分析常用的检测器包括热导检测器(TCD)、质谱检测器、红外检测器、化学发光检测器(CLD)和火焰离子检测器(FID)等。热导检测器的灵敏度高，定量效果好，可以检测几乎所有组分但是它无法分辨多种物质。质谱检测器的定量效果一般，同时无法明确区分乙烯和乙炔的质量数(m/z)。红外检测器的定量效果一般，而且由于红外池体积一般比较大，在信号收集时存在长时间滞后不利于测定。此外，化学发光检测器(CLD)、火焰离子检测器(FID)也无法区分乙烯和乙炔。

因此，如何定量乙烯和乙炔是本领域技术人员需要解决的一个问题。发明人深入研究发现如果在使用TCD检测乙烯、乙炔信号前，加入一种吸附剂，通过温度控制乙烯和乙炔的吸附和脱附，然后通过差值法计算可以计算得到乙烯、乙炔含量，能够很好的解决上述问题。

然而，现在技术中并没有能够实现上述目的的吸附剂。现有技术中有乙烯和乙炔吸附剂的报道，单独乙烯吸附剂已经得到广泛使用，如活性高锰酸钾球已经大量工业化生产。单独乙炔吸附剂也有报道，如公开号CN201380031200.7《乙炔的储存及稳定》公开了用于乙炔吸附储存的碳吸附剂，再如公开号CN201210579241.7《用于乙炔吸附和存储的金属有机框架物材料及其制备方法》公开了用于乙炔吸附储存的金属有机框架物材料。在乙烯乙炔分离技术方面，《Pore chemistry and size control in hybrid porous materialsfor acetylene capture from ethylene》(《Science》,2016,353(6295):141-144)报道了乙烯和乙炔的分离技术，混合气体以一定流速通入吸附柱，乙炔被完全吸附，得到高纯度乙烯。但是，能够同时实现乙烯和乙炔的吸附和脱附的吸附剂尚未见报道，现有技术也没有涉及同时测定程序升温过程中乙烯、乙炔含量的介绍。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种气体吸附剂，该吸附剂可以通过控制温度实现乙烯和乙炔完全吸附，乙烯全部脱附乙炔完全吸附，以及乙烯和乙炔的完全脱附。将其用于在程序升温表面反应中可以同时测定乙烯、乙炔含量。

根据本发明的第一方面，提供了一种气体吸附剂，其包括载体和活性组分，活性组分包括以下组分中的一种或多种：

组分a，其为多孔材料；

组分b，其为第VIII族金属或其氧化物；

任选地，组分c，其为第IVB族金属氧化物、第VB族金属氧化物和第VIB族金属氧化物中的一种或多种；

任选地，组分d，其为第IA族金属盐。