1.一种甲烷氧化偶联制乙烯催化剂,其特征在于,该催化剂包括载体和活性组分;所述载体为方石英,所述活性组分为氧化钐、钨酸钠和锰的氧化物;该催化剂中,基于所述载体以氧化物计的重量,氧化钐的含量为0.001-10重量%,钨酸钠的含量为1-6重量%,锰的氧化物的含量以锰计为0.1-6重量%。
2.根据权利要求1所述的甲烷氧化偶联制乙烯催化剂,其中,该催化剂中,基于所述载体以氧化物计的重量,氧化钐的含量为0.01-10重量%,钨酸钠的含量为1-4重量%,锰的氧化物的含量以锰计为0.2-5.5重量%。
3.根据权利要求1或2所述的甲烷氧化偶联制乙烯催化剂,其中,所述方石英通过包括以下步骤的方法制得:在钨酸铵和氢氧化钠的存在下,对无定形二氧化硅进行焙烧;
优选地,相对于100重量份的无定形二氧化硅,钨酸铵和氢氧化钠的总用量为0.008-5重量份,钨酸铵和氢氧化钠用量的摩尔比为1:(1-3);
优选地,焙烧的温度为700-850℃。
4.一种甲烷氧化偶联制乙烯催化剂的制备方法,该制备方法包括:
(1)在水的存在下,使无定型二氧化硅与钨酸铵、氢氧化钠接触,进行干燥、焙烧,得到含有钨酸钠和二氧化硅的方石英;
相对于100重量份的无定形二氧化硅,钨酸铵和氢氧化钠的总用量为0.008-5重量份,钨酸铵与氢氧化钠用量的摩尔比为1∶(1-3);
(2)在水的存在下,将所述方石英与钐的可溶性盐、锰的可溶性盐以及可选的钨酸钠接触,进行干燥、焙烧;
所述方石英、所述钐的可溶性盐、所述锰的可溶性盐以及可选的钨酸钠的用量使得所制备的催化剂中,基于二氧化硅的重量,氧化钐的含量为0.001-10重量%,钨酸钠的含量为1-6重量%,锰的氧化物的含量以锰计为0.1-6重量%。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其中,所述方石英、所述钐的可溶性盐、所述锰的可溶性盐以及可选的钨酸钠的用量使得所制备的催化剂中,基于二氧化硅的重量,氧化钐的含量为0.01-10重量%,钨酸钠的含量为1-4重量%,锰的氧化物的含量以锰计为0.2-5.5重量%。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法,其中,步骤(1)中,所述焙烧的过程包括:将干燥产物以2-15℃/min的恒定速率升温至700-850℃,并保温2-10小时。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其中,步骤(2)中,所述焙烧的过程包括:将干燥产物以3-15℃/min的恒定速率升温至650-850℃,并保温2-10小时;
优选地,所述锰的可溶性盐为硝酸锰;
优选地,所述钐的可溶性盐为硝酸钐。
8.根据权利要求4所述的制备方法,其中,步骤(2)包括:
s1:将所述方石英与含锰的可溶性盐和可选的钨酸钠的水溶液进行接触,之后进行干燥,得到浸渍锰和可选的钨酸钠的方石英;
s2:将所述浸渍锰和可选的钨酸钠的方石英与钐的可溶性盐水溶液进行接触,之后进行干燥、所述焙烧。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其中,步骤s2中,所述接触在搅拌下进行,搅拌的温度为30-60℃,搅拌时间为1-2小时。
10.根据权利要求4-9中任意一项所述的制备方法,其中,该制备方法还包括:将步骤(2)所得产物进行压片、粉碎、过筛。
11.由权利要求4-10中任意一项所述制备方法制备得到的甲烷氧化偶联制乙烯催化剂。
12.一种甲烷氧化偶联制乙烯的方法,该方法包括:在权利要求1-3和11中任意一项所述甲烷氧化偶联制乙烯催化剂的存在下,使甲烷和氧气进行甲烷氧化偶联反应。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述甲烷氧化偶联反应的反应条件包括:反应温度为750-850℃,优选为800-830℃;甲烷与氧气用量的摩尔比为1∶(0.1-1),优选为1∶(1-5);反应空速为15000-50000ml/(g·h),优选为20000-50000ml/(g·h)。