[发明专利]液相CO2甲烷化催化剂、制备方法及其应用

权利要求书

1.液相CO₂甲烷化催化剂，其特征在于：它包括两亲性离子液体和分散在两亲性离子液体中的金属活性组分，所述金属活性组分在两亲性离子液体中以稳定胶体的状态存在，粒径0.5～20nm，形状为球形，其包括第一种金属活性组分和第二种金属活性组分，所述的第一金属活性组分为镍，所述的第二金属活性组分为镧、铈、钼、钌、镱、铑、钯、铂、钾、镁中的一种或一种以上的混合，所述第一金属活性组分和第二金属活性组分的摩尔比为10:0.1-2。

2.根据权利要求1所述的液相CO₂甲烷化催化剂，其特征在于：所述两亲性离子液体和第一金属活性组分的摩尔比为10:0.1-2。

3.根据权利要求1所述的液相CO₂甲烷化催化剂，其特征在于：所述两亲性离子液体为两亲性小分子离子液体或两亲性聚合物离子液体；

所述的两亲性小分子离子液体包括但不限于：N-烷基吡啶盐酸盐、N-烷基吡啶四氟硼酸盐、1，3-二烷基咪唑四氟硼酸盐、1，3-二烷基咪唑盐酸盐、1，3-二烷基咪唑六氟磷酸盐，其中所述烷基碳链长度在8-18之间；

所述的两亲性聚合物离子液体包括但不限于聚1-(4-苯乙烯基)-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、聚1-(4-苯乙烯基)-3-甲基咪唑三氟甲磺酰亚胺盐、聚1-(4-苯乙烯基)-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、聚1-(4-苯乙烯基)-3-丁基咪唑四氟硼酸盐、聚1-(4-苯乙烯基)-3-丁基咪唑-聚吡咯烷酮盐酸盐。

4.液相CO₂甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：在室温下将上述金属活性组分的可溶性盐与两亲性离子液体分散于液体介质中，其中所述第一金属活性组分的可溶性盐和第二金属活性组分的可溶性盐皆以金属离子计量，两者的摩尔比为10: 0.1-2，得到金属活性组分的可溶性盐、两亲性离子液体的混合体系溶液，然后调节体系pH到8-10，继续搅拌反应1-3h后，100-200^oC、0.1-4.0Mpa以H₂还原1-6h，最后离心后经过滤、洗涤、干燥即得。

5.根据权利要求4所述的液相CO₂甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于：所述的第一金属活性组分Ni的可溶性盐为硝酸盐、醋酸盐或氯化物；所述的第二金属活性组分的可溶性盐为硝酸盐。

6.根据权利要求4所述的液相CO₂甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于：将第一金属活性组分的可溶性盐以金属离子计量，所述的两亲性离子液体与和第一金属活性组分的可溶性盐的摩尔比为10:0.1-2；所述混合体系溶液中金属离子总浓度为0.0001-0.01mol/L。

7.根据权利要求4所述的液相CO₂甲烷化催化剂的制备方法，其特征在于：所述的液体介质包括但不限于水、醇类、四氢呋喃、乙腈、1,4-二氧六环、正己烷、环己烷。

8.根据权利要求1所述的液相CO₂甲烷化催化剂在CO₂甲烷化中的应用方法，其特征在于：它是在反应釜中加入液相CO₂甲烷化催化剂和溶剂，所述反应体系中液相CO₂甲烷化催化剂的浓度控制在0.0001-0.01mol/L，然后通入CO₂和H₂加热到100-200^oC、0.1-4.0Mpa 进行催化反应1-6小时。

9.根据权利要求8所述的液相CO₂甲烷化催化剂在CO₂甲烷化中的应用方法，其特征在于：所述溶剂包括但不限于水、醇类、四氢呋喃、乙腈、1,4-二氧六环、正己烷、环己烷。

10.根据权利要求8所述的液相CO₂甲烷化催化剂在CO₂甲烷化中的应用方法，其特征在于：所述催化反应中H₂和CO₂的摩尔比为0.5-5：1。