[发明专利]一种锰基催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锰基催化剂，其包括载体以及负载于所述载体上的MnO₂；其中，所述载体选自氧化铝、二氧化硅和二氧化钛中的至少一种；

优选地，基于所述催化剂的总重量计，所述MnO₂的含量为1.0-20.0wt％；优选为5.0-10.0wt％。

2.一种如权利要求1所述催化剂的制备方法，其包括以下步骤：

S1，将载体浸渍于锰盐溶液中，然后经过滤、洗涤、干燥、焙烧，获得所述催化剂。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述锰盐为水溶性锰盐；优选地，所述锰盐选自氯化锰、硝酸锰、醋酸锰和硫酸锰中的至少一种；更优选地，所述锰盐为硝酸锰。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述干燥的温度为60-140℃，优选为80-120℃；所述干燥的时间为2-10小时，优选为6-8小时；和/或，

所述焙烧的温度为200-1000℃，优选为300-700℃；所述焙烧的时间为2-10小时，优选为4-8小时。

5.根据权利要求2-4中任意一项所述的方法，其特征在于，以(3-15)℃/min的速率，优选以(4-12)℃/min的速率升温至焙烧的温度后再进行焙烧。

6.一种利用如权利要求1所述催化剂或如权利要求2-5中任意一项所述方法制备的催化剂回收甲烷氧化偶联制备乙烯的废气中的甲烷的方法。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将甲烷氧化偶联制备乙烯的废气和氧源与所述催化剂接触反应后获得甲烷；优选地，先用氮气和氧气将催化剂活化后，再将所述废气与催化剂接触反应；进一步优选地，所述氧源为氧气或含氧气的混合气体；更进一步优选地，所述氧源为氧气和/或空气。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述反应的总空速为10-150L h^-1g^-1(催化剂)，优选为12-130L h^-1g^-1(催化剂)；和/或，

所述废气与氧源中氧气的体积空速比为(2-20):1，优选为(5-15):1；和/或，

所述反应的温度为200-700℃，优选为250-600℃；和/或，

所述反应的压力为0.08-1.0MPa，优选为0.1-0.4MPa；和/或，

以2.0-20℃/min的速率，优选以5.0-15℃/min的速率升温至反应的温度。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述废气包括甲烷、一氧化碳和氢气；优选地，所述废气中，一氧化碳的体积含量不大于20％，氢气的体积含量不大于5％，其余为甲烷。

10.一种如权利要求1所述催化剂、如权利要求2-5中任意一项所述方法制备的催化剂或如权利要求6-9中任意一项所述方法在甲烷催化氧化领域中的应用。