[发明专利]一种甲烷部分氧化制合成气PtO@S-1多级孔结构分子筛及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种甲烷部分氧化制合成气的PtO@S-1多级孔结构分子筛的制备方法，其特征在于，以含活性组分Pt的PtO/S-1纳米粒子为硅源，在模板剂的导向和蚀刻作用下，通过脱硅与再晶化过程，将活性组分Pt封装在分子筛内，制得PtO@S-1多级孔结构分子筛。

2.根据权利要求1所述的甲烷部分氧化制合成气的PtO@S-1多级孔结构分子筛的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括制备S-1沸石分子筛的步骤和由S-1沸石分子筛制备PtO/S-1纳米粒子的步骤。

3.根据权利要求2所述的甲烷部分氧化制合成气的PtO@S-1多级孔结构分子筛的制备方法，其特征在于，所述制备S-1沸石分子筛的步骤为：

1）量取一定量模板剂溶液，加入去离子水，将其混合配成一定浓度的溶液；

2）量取适量正硅酸四乙酯，将量好的正硅酸四乙酯缓慢滴加到上述1）配好的溶液中，常温搅拌2～3 h，70～80 ℃ 蒸发水解产生的乙醇；

3）加去离子水至原来体积，然后将溶液转移到聚四氟乙烯反应釜中，170 ℃ 水热晶化3 d，离心，过量去离子水洗涤至中性；

4）在80～100 ℃空气中干燥过夜，然后在400～550 ℃ 空气中焙烧得到S-1沸石分子筛。

4.根据权利要求3所述的甲烷部分氧化制合成气的PtO@S-1多级孔结构分子筛的制备方法，其特征在于，所述模板剂为四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种。

5.根据权利要求2所述的甲烷部分氧化制合成气的PtO@S-1多级孔结构分子筛的制备方法，其特征在于，由S-1沸石分子筛制备PtO/S-1纳米粒子的步骤为：1）称取0.03～0.2质量份可溶性铂盐，将其溶解在1.5～3体积份去离子水中制成铂盐溶液；

2）称取1～5质量份权利要求3中制好的S-1沸石分子筛，将1）中制备的铂盐溶液逐滴滴加到S-1沸石分子筛上，并充分搅拌；

3）超声，抽真空使铂盐在S-1上充分分散；

4）在80～100 ℃ 下真空干燥，然后在400～550 ℃ 空气中焙烧得到PtO/S-1纳米颗粒。

6.根据权利要求5所述的甲烷部分氧化制合成气的PtO@S-1多级孔结构分子筛的制备方法，其特征在于，所述可溶性铂盐为氯铂酸、硝酸铂、氯化铂、氯铂酸铵中的一种或几种。

7.根据权利要求1或2所述的甲烷部分氧化制合成气的PtO@S-1多级孔结构分子筛的制备方法，其特征在于，以PtO/S-1纳米粒子为硅源再合成多级孔分子筛，具体包括如下步骤：

1）量取一定量模板剂溶液，加入去离子水，将其混合配成一定浓度的溶液；

2）称取1～2质量份权利要求4中所述PtO/S-1纳米颗粒，将其溶解在配好的模板剂溶液中，充分搅拌、超声1～2 h 使其达到最大程度分散；

3）将上述溶液转移到100 ml 聚四氟乙烯反应釜中，150～170 ℃旋转水热晶化12～24h，转速40～60 r/min；

4）离心分离上述溶液，用过量去离子水充分洗涤至中性；

5）在空气中80～100 ℃ 下干燥，然后在400～550 ℃ 马弗炉中空气氛围中焙烧得到PtO@S-1多级孔结构封装材料。

8.根据权利要求7所述的甲烷部分氧化制合成气的PtO@S-1多级孔结构分子筛的制备方法，其特征在于，所述模板剂为四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种。

9.一种甲烷部分氧化制合成气的PtO@S-1多级孔结构分子筛，其特征在于，所述PtO@S-1多级孔结构分子筛是以含活性组分Pt的PtO/S-1纳米粒子为硅源，在模板剂的导向和蚀刻作用下，通过脱硅与再晶化过程，将活性组分Pt封装在分子筛内而制得。

10.一种权利要求9所述的甲烷部分氧化制合成气的PtO@S-1多级孔结构分子筛在利用固定床反应器制备合成气中的应用，其特征在于，应用过程包括氧化前处理过程和甲烷部分氧化反应过程；所述氧化前处理过程的温度为200～300 ℃，氧化时间2～3 h，所述氧化前处理过程在纯氧气氛中进行；所述甲烷化反应过程中空速为10800～14400 ml·h^-1·g^-1，甲烷/氧气进料比为2/1，反应温度为700～800 ℃。