本发明属于催化剂制备，具体涉及一种氧化镧催化剂及其制备方法和应用。
背景技术：
1、甲烷氧化偶联反应是甲烷直接反应制备乙烯的方法之一，目前最常见的甲烷氧化偶联反应催化剂之一是氧化镧催化剂。甲烷氧化偶联反应为强放热反应，在反应过程中，如果氧化镧催化剂活性不稳定，某一些位点的活性突增，会使反应加剧，从而导致局部过热，引发飞温。飞温不但破坏催化剂的结构稳定性，导致催化剂烧结，催化活性下降，还会损坏反应器，影响反应器的使用寿命，带来严重的安全隐患。
2、因此，亟待提供一种活性稳定好，能避免飞温的氧化镧催化剂及其制备方法。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决甲烷氧化偶联反应中存在的催化剂床层的飞温问题，提供一种氧化镧催化剂及其制备方法和应用。
2、为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种氧化镧催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
3、(1)将氧化镧粉体和掺杂元素前驱体混合后进行干燥，得到掺杂粉体；其中，所述掺杂元素前驱体选自含li、na、k、rb、cs、fr、be、mg、ca、sr、ba、al、ga、in、ce、zn元素的可溶性化合物；
4、(2)将所述掺杂粉体、硅溶胶、碳纳米管、聚乙二醇、多孔聚氨酯混合后进行造粒，得到颗粒半成品；
5、(3)将所述颗粒半成品在隔绝空气的环境下进行焙烧和冷却，得到催化剂。
6、本发明的第二方面提供了一种氧化镧催化剂，其中，所述催化剂包括氧化镧、掺杂元素、二氧化硅和碳纳米管；
7、其中，以镧元素和掺杂元素的摩尔量计，所述氧化镧和掺杂元素的摩尔比为1：0.02-0.15；所述氧化镧、二氧化硅和碳纳米管的质量比为1：1-20：0.001-0.5。
8、本发明的第三方面提供了本发明第二方面所述的氧化镧催化剂在甲烷氧化偶联反应中的应用。
9、通过上述技术方案，本发明所取得的有益技术效果如下：
10、1)本发明中提供的氧化镧催化剂，掺杂元素、二氧化硅和碳纳米管协同作用，可均匀分散催化剂中的活性位点，同时，氧化镧催化剂内部的孔道丰富，可进一步加强散热，从而解决了催化剂床层的飞温问题；
11、2)本发明中提供的氧化镧颗粒的制备方法，操作简单，条件温和，适合工业化推广。
1.一种氧化镧催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，以镧元素和掺杂元素的摩尔量计，所述氧化镧粉体和掺杂元素的摩尔比为1：0.02-0.15，优选为1：0.05-0.08。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述硅溶胶中二氧化硅的含量为10-40wt％，优选为20-30wt％。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，所述碳纳米管选自单壁碳纳米管和/或多壁碳纳米管。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，所述聚乙二醇的分子量为1000-30000，优选为6000-20000。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的制备方法，其中，所述多孔聚氨酯的孔径为15-60ppi，优选为25-40ppi。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法，其中，以硅溶胶中二氧化硅计，所述掺杂粉体、硅溶胶、碳纳米管、聚乙二醇、多孔聚氨酯的质量比为1：1-20：0.001-0.5：0.001-10：0.05-5；优选为1：1-5.5：0.05-0.15：0.5-5.5：0.1-1。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法，其中，所述焙烧包括一段焙烧和二段焙烧，所述一段焙烧的一段升温速率为2-5℃/min，一段焙烧温度为500-700℃，一段焙烧时间为2-6h；所述二段焙烧的二段升温速率为3-8℃/min，二段焙烧温度为750-1000℃，二段焙烧时间为2-4h。
9.一种氧化镧催化剂，其特征在于，所述催化剂包括氧化镧、掺杂元素、二氧化硅和碳纳米管；其中，以镧元素和掺杂元素的摩尔量计，所述氧化镧和掺杂元素的摩尔比为1：0.02-0.15；所述氧化镧、二氧化硅和碳纳米管的质量比为1：1-20：0.001-0.5；
10.权利要求9所述的氧化镧催化剂在甲烷氧化偶联反应中的应用。
