[发明专利]一种用于甲烷低温氧化制备甲醇的催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种用于甲烷氧化制备甲醇的催化剂，由分子筛载体和负载在所述载体上的活性组分组成，其特征在于：所述活性组分包括氧化铜，其中，所述分子筛和所述氧化铜中铜质量比为100∶1-5。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述活性组分为氧化铜。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：所述活性组分由氧化铜和下述贵金属中的至少一种组成：Au、Pt、Pd、Rh、Ru和Ir；其中，所述分子筛、所述氧化铜中的铜和所述贵金属的质量比依次为100∶1-5∶0-1，但不包括100∶1-5∶0。

4.根据权利要求1-3中任一所述的催化剂，其特征在于：所述分子筛为微孔分子筛或介孔分子筛。

5.根据权利要求4所述的催化剂，其特征在于：所述微孔分子筛为ZSM型分子筛，优选ZSM-5分子筛，所述介孔分子筛为SBA分子筛或MCM分子筛，所述SBA分子筛优选SBA-15分子筛，所述MCM分子筛优选MCM-41分子筛。

6.根据权利要求1-5中任一所述的催化剂，其特征在于：所述活性组分以颗粒形式负载在所述分子筛上，所述颗粒的平均粒径为1-20nm，优选为1-8nm。

7.权利要求1-6中任一所述催化剂的制备方法，包括下述步骤：

1)制备含铜盐或含铜盐和贵金属盐的水溶液，所述水溶液中铜离子的浓度为0.5×10^-2mol/L-2.5×10^-2mol/L，贵金属离子的浓度为0-2.7×10^-2mol/L；所述铜盐选自可溶性铜盐中的至少一种，如醋酸铜、硝酸铜或氯化铜；所述贵金属盐选自下述至少一种：氯金酸、氯金酸盐、氯铂酸、氯铂酸盐、氯钯酸、醋酸钯、氯化铑、氯化钌、氯铱酸、氯铱酸盐、硝基三苯基膦合金、亚硝基氨基合铂、草酸合铂化钾和二羰基合钌；

2)将所述分子筛载体浸渍于步骤1)制备的金属盐水溶液中，室温搅拌24-36小时后，过滤，洗涤；重复步骤2)的操作至少两次，使所述混合水溶液中的金属负载到分子筛上，得到所述催化剂的前体；

3)将所述催化剂的前体干燥、100-500℃焙烧24小时，得到所述催化剂。

8.权利要求1-6中任一所述的催化剂在甲烷氧化制备甲醇中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述甲烷氧化制备甲醇的方法为：将反应物与所述催化剂混合后进行反应，所述反应物为甲烷与空气的混合气体，所述反应的反应温度为60-200℃，反应压力为0.5-10.0MPa。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述反应物中甲烷与空气的体积比为≤4％或≥50％。