[发明专利]一种用于由甲醇和二氧化碳直接催化合成碳酸二甲酯的催化剂及其制备和使用方法

权利要求书

1.一种用于由甲醇和二氧化碳直接催化合成碳酸二甲酯的催化剂，其特征是由过渡金属的可溶盐、助剂和载体三者组成；过渡金属的可溶盐以金属氧化物计，与助剂、载体的重量比为0.01～0.5∶0.01～0.1∶1。

2.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述过渡金属是指铜或镍。

3.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述助剂为含有铑、钇、钒、钼、锆、钇、铈的氧化物，可溶性盐或含氧酸盐。

4.如权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述载体为氧化石墨、膨胀石墨、碳纳米管或活性炭。

5.如权利要求4所述的催化剂，其特征在于所述氧化石墨载体由天然石墨粉、天然鳞片石墨或可膨胀石墨制备，步骤如下：将天然石墨粉、天然鳞片石墨或可膨胀石墨在浓硫酸、高锰酸钾和硝酸钠存在下，于4℃以下反应10～20分钟，35～38℃下反应10～100分钟，再在90～100℃下反应15～90分钟，产物用5％盐酸和去离子水充分洗涤，在60～90℃真空干燥箱中干燥12～36小时，得到氧化石墨载体。

6.如权利要求4所述的催化剂，其特征在于所述碳纳米管载体由单壁或多壁碳纳米管制备，包括如下步骤：将单壁碳纳米管或多壁纳米管在浓硫酸和浓硝酸存在下，浓硫酸和浓硝酸的体积比为1∶5～5∶1，于80～120℃下回流反应6～36小时，产物用去离子水充分洗涤，在60～90℃下真空干燥干燥12～36小时，得到碳纳米管载体。

7.如权利要求4所述的催化剂，其特征在于所述膨胀石墨载体由可膨胀石墨制备，包括如下步骤：将可膨胀石墨在700～1000℃下膨化处理5～30秒，得到膨胀石墨载体。

8.如权利要求4所述的催化剂，其特征在于所述活性炭为煤质活性炭，椰壳活性炭或其它种类的纤维活性炭。

9.如权利要求1所述催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

将载体浸渍到含过渡金属的可溶盐的溶液中，再加入助剂，室温搅拌0.5～24小时，超声分散0.5～24小时，室温静置2～30小时，经40～120℃干燥，在200～600℃下培烧1～8小时后降至室温，再用5％H₂/95％N₂混合气在300～800℃下还原活化1～8小时得到催化剂。

10.权利要求1所述的催化剂的使用方法，其特征在于包括如下步骤为：将催化剂置于高压反应斧或微反应装置中，控制催化剂床层的温度为90～140℃，反应压力为0.6～3.0MPa，反应产物可以直接进入气相色谱或用计量管适时取出并用气相色谱-质谱联用检测其含量。