[发明专利]一种甲烷选择性氧化合成甲醇和甲醛催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种甲烷选择性氧化合成甲醇和甲醛催化剂的制备方法，其特征在于：首先采用共沉淀法制得Nb、Ce修饰的SiO₂；然后负载活性组分Sb、Mo制得最终催化剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：活性组分Sb、Mo采用先负载Sb，再负载Mo的分步浸渍法负载到Nb、Ce修饰后的SiO₂载体上。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：Sb的负载采用沉淀法。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在水中按比例加入草酸铌和Ce(NO₃)₃·6H₂O并使其完全溶解，加入硅溶胶或二氧化硅载体，滴加氨水溶液进行共沉淀，沉淀过程中控制pH值为10~11，生成的悬浮液经老化、过滤、洗涤后在100~120℃下干燥9~15小时，500~550℃下焙烧5~10小时，即可制得经Nb、Ce修饰的SiO₂载体。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在水中按比例加入草酸铌和Ce(NO₃)₃·6H₂O并使其完全溶解，加入硅溶胶。

6.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：按一定比例将SbCl₅溶解于乙醇中，等体积浸渍Nb、Ce修饰的SiO₂ 3~10小时，加入氨水中进行搅拌、过滤、水洗并与100~120℃下干燥12~24小时。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：将(NH₄)₆Mo₇O₂₄.4H₂O溶解于水中，将该溶液等体积浸渍含活性组分Sb的Nb、Ce修饰的SiO₂载体上，放入烘箱中于100~120℃下干燥20-28小时，在550~650℃下焙烧5~10小时。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：成型后筛选20~40目的颗粒作为最终催化剂。

9.一种采用权利要求1-8任一方法制备的甲烷选择性氧化合成甲醇和甲醛催化剂，其特征在于：以Nb、Ce修饰后的SiO₂ 为载体，以Mo、Sb为活性组分，按最终催化剂的重量含量计，Mo 5%~12%；Sb 7%~20%；Nb 1%~3.5%；Ce 1%~3.5%；余量为SiO₂。

10.权利要求9所述的甲烷选择性氧化合成甲醇和甲醛催化剂的应用，反应温度为500~600℃，反应压力为0.5~2MPa，原料气摩尔组成为CH₄ : O₂ : H₂O=2 : 0.5~1.5 : 0.5~1.5，空速为2000~2800h^-1。