[发明专利]一种甲烷卤氧化催化剂的制备方法

权利要求书

1.一种甲烷卤氧化催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）采用含有镧、镍的混合液共浸渍氧化硅，然后经干燥、高温焙烧处理后制得改性氧化硅；

（2）将锌负载在步骤（1）制得的改性氧化硅上，经干燥、焙烧后制得负载锌的氧化硅；

（3）将硫酸锆固体酸和氢氧化铝浆液混合，得到含硫酸锆固体酸的氢氧化铝浆液；

（4）用步骤（3）制备的含硫酸锆固体酸的氢氧化铝浆液喷浸负载锌的氧化硅，经干燥、焙烧后制得甲烷卤氧化催化剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的甲烷卤氧化催化剂具有核壳结构，核为负载锌的氧化硅，壳为含硫酸锆固体酸的氧化铝，其中，负载锌的氧化硅与含硫酸锆固体酸的氧化铝的重量比为10:1-2:1；以含硫酸锆固体酸的氧化铝的重量为基准，硫酸锆固体酸重量含量为5wt%-15wt%，以负载锌的氧化硅重量为基准，锌以氧化物计的含量为5wt%-30wt%。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：负载锌的氧化硅与含硫酸锆固体酸的氧化铝的重量比为8:1-5:1；以含硫酸锆固体酸的氧化铝的重量为基准，硫酸锆固体酸重量含量为8wt%-10wt%，以负载锌的氧化硅重量为基准，锌以氧化物计的含量为10 wt%-25wt%。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述壳的厚度为5μm-200μm，负载锌的氧化硅当量直径为1mm-5mm。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述壳的厚度为10μm-150μm，

所述负载锌的氧化硅当量直径为2mm-5mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的含有镧、镍的混合液中，金属离子镧、镍的摩尔浓度相同，金属离子镧、镍的摩尔浓度为0.1-2.5mol/L，干燥后于700℃~1000℃下焙烧1h-10h。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：金属离子镧、镍的摩尔浓度为0.5-1.5mol/L，干燥后于800℃~900℃下焙烧2h-8h。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：采用将含锌的化合物浸渍负载在成型氧化硅或者将含锌的化合物同氧化硅粉体混捏成型，然后经干燥焙烧制得负载锌的氧化硅。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述干燥时间为1-5h，干燥温度为90-150℃；所述焙烧时间为3-8h，温度为400-500℃。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中所述硫酸锆固体酸采用市售商品或者按照现有技术进行制备，所述氢氧化铝浆液采用拟薄水铝石浆液。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中用含硫酸锆固体酸的氢氧化铝浆液喷浸负载锌的氧化硅之前，采用水蒸气体积含量为1%-15%的水蒸气氮气混合气对负载锌的氧化硅进行处理，处理温度为150-300℃，处理时间为5-30min。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：采用水蒸气体积含量为1%-5%的水蒸气氮气混合气对负载锌的氧化硅进行处理，处理温度为180-200℃，处理时间为5-15 min。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）中所述干燥时间为2-4h，干燥温度为100-130℃；所述焙烧时间为3-8h，焙烧温度 400-500℃。

14.权利要求1至13任一方法制备的催化剂在甲烷卤氧化转化中的应用，其特征在于：采用固定床工艺，以甲烷、氧气、氢卤酸为反应物或者以甲烷、氧气、氢卤酸水溶液为反应物在催化剂的作用下进行甲烷卤氧化转化，反应温度为250-600℃，甲烷、氢卤酸、氧气的进料体积比为(3-5):(1-3):1，甲烷的流量为10-50ml/min。