[发明专利]一种核壳结构MgO@SiO2

权利要求书

1.一种核壳结构MgO@SiO₂催化剂的制备方法在乙醇制备低碳烯烃中的应用，其特征在于，所述制备方法至少包括以下步骤：

a）制备多孔MgO；

b）将硅源加入含有所述多孔MgO的溶液中，获得混合液，通过溶胶-凝胶法制备所述核壳结构MgO@SiO₂催化剂；

步骤a）中所述多孔MgO通过溶剂热法制备；所述溶剂热法在反应釜中进行；

所述溶剂热法包括：将稳定剂加入含有氧化镁前驱体的溶液中，在180~220℃下处理6~18小时，得到所述多孔MgO；

所述低碳烯烃选自乙烯、丙烯、丁烯和丁二烯中的至少一种；

所述多孔MgO为球形，直径为200~800 nm，孔径为2~10 nm；

所述核壳结构MgO@SiO₂催化剂的外壳含有介孔，介孔孔径为2~5nm；所述外壳的壳层厚度为100~300 nm。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述氧化镁前驱体选自乙酸镁、硝酸镁和氯化镁中的至少一种；

所述含有氧化镁前驱体的溶液中的溶剂选自乙二醇、1,2-丙二醇和二缩三乙二醇中的至少一种；

所述含有氧化镁前驱体的溶液的浓度为0.1~1.0 mol/L；

所述稳定剂包括聚乙烯吡咯烷酮；

所述稳定剂与所述氧化镁前驱体的摩尔比为0.5:1~4:1，其中聚乙烯吡咯烷酮的摩尔数以N-乙烯基吡咯烷酮单体的摩尔数计。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤b）中所述硅源包括硅酸四乙酯；

所述氧化镁前驱体与所述硅源的摩尔比为0.5:1~8:1，其中氧化镁前驱体的摩尔数以Mg元素的摩尔数计，硅源的摩尔数以Si元素的摩尔数计；

含有多孔MgO的溶液为碱性，pH值为9~11；

所述含有多孔MgO的溶液中的溶剂选自乙醇和水的混合物、异丙醇和水的混合物中的至少一种；

所述溶胶-凝胶法包括：将硅源加入含有多孔MgO的溶液中，搅拌，干燥，焙烧，制备所述核壳结构MgO@SiO₂催化剂；

所述搅拌在20~50℃下进行6~48小时；

所述焙烧在空气气氛下于500~600℃进行3~5小时。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤b）中所述混合液中还包含表面活性剂；

所述表面活性剂选自季铵盐型阳离子表面活性剂中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述季铵盐型阳离子表面活性剂包括十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种；

所述表面活性剂与所述硅源的摩尔比为0.02:1~0.2:1，其中硅源的摩尔数以Si元素的摩尔数计。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，至少包括以下步骤：

a）向含有氧化镁前驱体的溶液中加入稳定剂，搅拌，然后进行溶剂热处理，制备多孔MgO球；

b）将含有所述多孔MgO球和硅源的溶液干燥，焙烧，制备核壳结构MgO@SiO₂催化剂。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，步骤b）包括：

将步骤a）的多孔MgO球分散在溶剂中，调节pH值为9~11，加入表面活性剂和硅源，搅拌，干燥，焙烧，制备核壳结构MgO@SiO₂催化剂，其中所述催化剂的壳层为介孔SiO₂。

8.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述乙醇制备低碳烯烃的过程至少包括以下步骤：将含有乙醇的原料与催化剂接触反应，制备低碳烯烃；

所述催化剂包含权利要求1~6任一项中所述的制备方法制备的催化剂。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述反应的条件包括：反应温度为350~480℃，乙醇质量空速为0.2~4.0 g/g/h，常压。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，反应温度为400~450℃，乙醇质量空速为0.8~3.0 g/g/h。