[发明专利]负载型催化剂及其制备方法和甲烷氧化偶联制备烯烃的方法

说明书

本发明涉及催化剂领域，公开了一种负载型甲烷氧化偶联反应催化剂及其制备方法和应用。其中，所述甲烷氧化偶联反应催化剂包括载体以及负载在所述载体上的Na₂WO₄组分、Mn组分和M组分，其中，所述载体为SiO₂，所述M为金属Y或Sr，且以所述载体的总重量为基准，所述Na₂WO₄组分的含量为2‑8重量％，Mn组分的含量为1‑5重量％，所述M的含量为1‑4重量％。采用本发明提供的一步浸渍法制备甲烷氧化偶联反应催化剂的新技术，操作简单，避免了需要两次浸渍的操作，减少了制备步骤，且催化剂性能优良，节约了大量的人力、物力和时间。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体地，涉及一种负载型催化剂及其制备方法和甲烷氧化偶联制备烯烃的方法。

背景技术

近年来，随着天然气的大量发现，使得对化工原料来源的研究逐渐由石油路线向天然气的利用路线转移，其中甲烷氧化偶联制乙烯的反应研究是完成这一转移的关键课题。

经过多年来的研究，科学家们已经筛选了上千种甲烷氧化偶联反应的催化剂。但在现有的Na₂WO₄-Mn/SiO₂类催化剂的制备报道中，由于原料钨酸钠和硝酸锰在浸渍时共混会形成沉淀，影响浸渍效果，多采用分步浸渍法制备。但是，采用分布浸渍法，至少需要两次浸渍的操作，制备过程复杂，浪费大量的人力、物力和时间。

因此，如何制备以Na、W、Mn、Y和/或Sr为活性组分，SiO₂为载体的负载型催化剂还需要研究和开发。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中采用分步浸渍法制备Na₂WO₄-Mn/SiO₂催化剂的制备过程复杂，浪费大量的人力、物力和时间，以及制备的催化剂的催化效果不好的缺陷，而提供一种负载型催化剂及其制备方法和甲烷氧化偶联制备烯烃的方法，采用本发明提供的一步浸渍法制备甲烷氧化偶联反应用催化剂的新技术，操作简单，避免了需要两次浸渍的操作，减少了制备步骤，且所制备的催化剂性能优良，节约了大量的人力、物力和时间。

本发明第一方面提供了一种负载型催化剂的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：

(1)将载体SiO₂浸渍于含有偏钨酸铵、硝酸锰、硝酸钠、硝酸锶和/或硝酸钇的水溶液中；

(2)将经步骤(1)后得到的固体进行焙烧。

本发明第二方面提供了一种由前述所述方法制备得到的负载型催化剂，其中，所述负载型催化剂包括载体以及负载在所述载体上的Na、W、Mn、Y和/或Sr，其中，所述载体为SiO₂，且以所述载体的总重量为基准，Na元素的含量为0.3-1.2重量％，W元素的含量为1.2-4.8％，Mn元素的含量为1-5％，钇和/或锶元素的含量为1-4％。

本发明第三方面提供了一种甲烷氧化偶联制备烯烃的方法，该方法包括：在前述所述的催化剂存在下，将甲烷和氧气进行甲烷氧化偶联反应。采用本发明的技术方案，采用一步浸渍法将Na、W、Mn、Sr和/或Y作为活性组分负载在载体SiO₂上，由于有多组分的协同作用而性能优良，使得所制备的负载型甲烷氧化偶联反应催化剂的催化活性提高，有利于甲烷的转化。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。