[发明专利]合成气制低碳烯烃的金属氧化物-分子筛复合物及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种用于合成气制低碳烯烃的金属氧化物‑分子筛复合物及其制备方法和应用。所述复合物包括金属氧化物以及纳米SAPO@AlPO核‑壳分子筛，所述纳米SAPO@AlPO核‑壳分子筛包括SAPO分子筛核以及AlPO分子筛壳。本发明金属氧化物‑分子筛复合物作为双功能催化剂，用于合成气制低碳烯烃反应时，在保持烯烃选择性的同时，能够显著提高一氧化碳转化效率。

技术领域

本发明涉及一种金属氧化物-分子筛复合物及其制备和应用，特别是用于合成气制低碳烯 烃的金属氧化物-分子筛复合物及其制备和应用。

背景技术

煤基合成气耦合转化路线，即合成气在金属氧化物-分子筛双功能催化剂催化作用下转化 合成烯烃路线，是低碳烯烃生产的重要研究方向之一。文献[Science.2016,351,1065]报道了 一种OX-ZEO双功能催化剂体系催化转化制低碳烯烃过程。合成气直接转化成(C2-C4)，单 程转化率17％的前提下，烯烃选择性80％，烷烃14％。文献[Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,1] 同样报道了一种双功能催化剂(Zr-Zn/SAPO-34)，在较温和条件下(1MPa/400℃/H₂：CO＝2： 1)，低碳烯烃选择性达74％，CO转化率为11％。文献[ChemCatChem.2018,10,1536]报道了一 种Zr-In₂O₃/SAPO-34耦合体系，在2MPa/400℃/H₂：CO＝1：1反应条件下，实现CO转化率27.7％， 烯烃选择性73.6％。文献[Chem.Sci.,2018,9,4708-4718]选用Zr-Zn/SSZ-13作为双功能催化剂， 同样实现了合成气直接转化制低碳烯烃，但反应过程中副产物C2-C4烷烃选择性(18％)较高。

综上所述，耦合催化剂体系能够实现合成气直接转化制备低碳烯烃，但是受催化剂体系 性质所限，反应过程中CO转化率低，尤其是烯烃选择性不高。因此，构筑新型的高性能耦合 催化剂体系，实现合成气高效转化具有非常广阔的工业应用价值。

发明内容

基于现有技术中耦合催化剂体系反应活性低，目标产物选择性不高、副产物选择性高的 缺陷，本发明目的在于提供一种用于合成气制低碳烯烃的金属氧化物-分子筛复合物及其制备 和应用，该金属氧化物-分子筛复合物作为双功能催化剂，用于合成气制低碳烯烃反应时，在 保持烯烃选择性的同时，能够显著提高一氧化碳转化效率。

本发明第一方面提供了一种用于合成气制低碳烯烃的金属氧化物-分子筛复合物，包括 金属氧化物以及纳米SAPO@AlPO核-壳分子筛，所述纳米SAPO@AlPO核-壳分子筛包括 SAPO分子筛核以及AlPO分子筛壳。

在上述技术方案中，所述金属氧化物-分子筛复合物中,金属氧化物选自ZnO、ZnCr_bO_x、 ZnAl_bO_x、In₂O₃、ZrO₂、InZr_bO_x、MnO、MnCr_bO_x、MnAl_bO_x、MnZr_bO_x、CeO₂、CoAl_bO_x以 及FeAl_bO_x中的一种或多种，其中b＝1/3～3/1；优选选自ZnCr_bO_x、ZnAl_bO_x以及InZr_bO_x中的 一种或多种，其中b＝1/3～3/1。

在上述技术方案中，所述纳米SAPO@AlPO核-壳分子筛颗粒尺寸在20-1000nm，优选100-800nm。