[发明专利]一种用于化学环制氢的载氧体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于化学环制氢的载氧体的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

（1）将有机配体和溶剂混合，所述有机配体包括羧基配体、含杂氮配体、羧酸含氮混合配体、磷酸配体、磺酸配体、卟啉配体中的一种或几种；所述溶剂包括醇类、酮类、酰胺类、芳烃类、氯代烃类、低碳烃类中的一种或几种，优选乙醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种；

（2）将Fe源、Ti源、Mn源加入到步骤（1）的物料中进行反应，在反应后物料经干燥、焙烧制得化学环制氢的载氧体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述有机配体为对苯二甲酸和均苯三甲酸，所述对苯二甲酸和均苯三甲酸的摩尔比为（1-9）：1，优选（2-7）:1，进一步优选（3-6）：1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和乙醇，N,N-二甲基甲酰胺和乙醇的摩尔比为（1-100）：1：，优选（5-80）:1，进一步优选(10-60)：1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述Fe源包括Fe的氧化物、氢氧化物、无机酸盐、有机酸盐、氯化物中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述Ti源包括Ti的氧化物、氢氧化物、无机酸盐、有机酸盐、有机金属化合物中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述Mn源包括Mn的氧化物、氢氧化物、无机酸盐、有机酸盐中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述Fe源、Ti源、Mn源以Fe、Ti、Mn元素氧化物计的质量比为（1-9）∶（1-5）∶1，优选（3-7）∶（2-4）∶1。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述Fe源、所述Ti源、所述Mn源先后或同时加入步骤（1）物料中进行反应。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的反应在搅拌下进行。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述Fe源、所述Ti源、所述Mn源在进行所述反应时，其反应条件为：总金属：总有机配体：总溶剂的摩尔比为1∶（0.2-10）∶（100-1000），优选1∶（1-5）∶（400-800），反应温度80-200℃，优选100-180℃，反应时间4-72小时，优选12-24小时。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中干燥温度60-150℃，优选100-120℃，干燥时间4-48小时，优选6-36小时，更优选8-24小时。

12. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述焙烧的条件为焙烧温度400-1300℃，优选600-1200℃，更优选700-1000℃，焙烧时间 3-10小时，优选4-8小时。

13.一种采用权利要求1-12任一方法制备的化学环制氢载氧体，其特征在于：以载氧体的重量为基准，所述载氧体中氧化铁的重量含量为40-80%；氧化钛的重量含量为30-60%；氧化锰的重量含量为3-15%。

14.根据权利要求13所述的载氧体，其特征在于：以载氧体的重量为基准，所述载氧体中氧化铁的重量含量为40-80%；氧化钛的重量含量为30-60%；氧化锰的重量含量为3-15%。

15.权利要求13所述载氧体的应用，其特征在于：采用固定床反应器，以甲烷、CO或合成气为原料，反应温度为500~1200℃，反应压力0.1~5Mpa，空速50~1000h^-1。