[发明专利]原位参杂金属的介孔分子筛及其用途

权利要求书

1.一种原位参杂金属的介孔分子筛，其特征在于，所述的介孔分子筛由主要步骤如下的制备方法制得：

首先，在20℃～40℃及搅拌条件下，依次将模板剂、碱源、硅源和金属源置于反应器中，加料毕，继续搅拌0.5小时至24小时，得到乳浊液；然后，将所得乳浊液于80℃～180℃水热反应至少12小时或于微波反应器中在功率200-2100w下反应1-10h，再依次经冷却、过滤、洗涤至中性及干燥，得固体物；最后，将所得固体物400℃～800℃焙烧1小时至15小时，得到目标物；

所制得的介孔分子筛其的比表面积为200m²/g～1500m²/g，孔容为0.5cm³/g～3.0cm³/g，孔径为2nm～15nm；其在温度为200℃～550℃具有催化活性，且于700℃煅烧20小时、催化活性不下降；

其中，模板剂、碱源、硅源和金属源摩尔比为(0.06～0.24)∶(0.1～0.3)∶1∶(0.01～0.20)；所述模板剂是季铵盐，其结构如式I所示；所述碱源是氢氧化钠或氢氧化钾；所述硅源是硅胶、硅溶胶或正硅酸烷酯；所述金属源是水溶性或醇溶性镍盐，或由水溶性或醇溶性镍盐与水溶性或醇溶性碱金属盐、水溶性或醇溶性稀土金属盐和/或元素周期表中IVB～VIIB中所包含的金属元素的水溶性或醇溶性盐组成的混合物；

式I中，R₁～R₄分别独立选自C₁～C₂₂烷基中一种，且R₁～R₄中至少有一个为C₈～C₂₂烷基；X为卤素。

2.如权利要求1所述介孔分子筛，其特征在于，其中所得乳浊液于80℃～180℃水热反应时间为12小时至100小时。

3.如权利要求2所述介孔分子筛，其特征在于，其中所得乳浊液于80℃～180℃水热反应时间为70小时至80小时。

4.如权利要求1所述介孔分子筛，其特征在于，其中，R₁～R₄分别独立选自C₁～C₂₂烷基中一种，且R₁～R₄中至少有一个为C₁₀～C₂₀烷基；X为Cl或Br。

5.如权利要求1所述介孔分子筛，其特征在于，其中所述硅源是正硅酸烷酯，其为式II所示化合物：

式II中，R₅～R₈分别独立选自C₁～C₄烷基中一种。

6.如权利要求5所述介孔分子筛，其特征在于，其中所用硅源是正硅酸乙酯。

7.如权利要求1所述介孔分子筛，其特征在于，其中所述水溶性或醇溶性镍盐是硝酸镍，硫酸镍，醋酸镍，草酸镍或氯化镍；所述水溶性或醇溶性稀土金属盐为水溶性或醇溶性镧盐或水溶性或醇溶性铈盐；所用水溶性或醇溶性“稀有金属”盐选自：水溶性或醇溶性铬盐，水溶性或醇溶性钒盐，水溶性或醇溶性钨盐，水溶性或醇溶性钼盐，水溶性或醇溶性锰盐，或水溶性或醇溶性锆盐中一种或几种；所述水溶性或醇溶性碱金属盐为钾盐或钠盐。

8.如权利要求1～7中任意一项所述介孔分子筛，其特征在于，以所述介孔分子筛的总重量为100wt％计，金属镍或/和其氧化物占1wt％～20wt％，稀土金属或其氧化物占0wt％～5wt％，“稀有金属”或其氧化物占0wt％～10wt％，碱金属或其氧化物占0wt％～5％，余量为载体。

9.如权利要求8所述的介孔分子筛作为合成气制备甲烷反应催化剂的应用。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，其中所述合成气制备甲烷反应的反应压力为常压～5.0Mpa，反应温度200～550℃；合成气体的空速为3,000h^-1～30,000h^-1，合成气中氢气与一氧化碳比值为2～4。