一种气体吸附剂及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种气体吸附剂及其制备方法和应用，所述气体吸附剂包括载体和活性组分，活性组分包括：组分a，其为多孔材料；组分b，其为第VIII族金属或其氧化物；任选地组分c，其为第IVB族金属氧化物、第VB族金属氧化物和第VIB族金属氧化物中的一种或多种；任选地组分d，其为第IA族金属盐。通过控制温度，该气体吸附剂可以实现对乙烯和乙炔的吸附和脱附，可用于程序升温表面反应中测定乙烯和乙炔的含量。

权利要求

1.一种气体吸附剂，其包括载体和活性组分，活性组分包括：组分a，其为多孔材料；

组分b，其为第VIII族金属或其氧化物；

任选地，组分c，其为第IVB族金属氧化物、第VB族金属氧化物和第VIB族金属氧化物中的一种或多种；

任选地，组分d，其为第IA族金属盐。

2.根据权利要求1所述的气体吸附剂，其特征在于，所述气体吸附剂以气体吸附剂的总质量计，组分a的含量为0.5-3.0wt％，优选1.5-2.0wt％；组分b的含量为0.5-3.0wt％，优选

1.0-1.5wt％；组分c的含量为0-2.5wt％，优选0.5-2.5wt％，更优选1.0-1.5wt％；组分d的含量为0-2.5wt％，优选0.5-2.5wt％，更优选0.5-1.0wt％，载体为余量。

3.根据权利要求1或2所述的气体吸附剂，其特征在于，所述载体为极性载体，优选为二氧化硅和/或氧化铝；和/或，所述多孔材料为介孔碳；和/或，

所述第VIII族金属选自镍、钯和铂中的一种或多种，优选为钯和/或镍；和/或，所述第IVB族金属氧化物选自二氧化钛和/或氧化锆；和/或，所述第VB族金属氧化物五氧化二钒；和/或，

所述第VIB族金属氧化物氧化铬；和/或，

第IA族金属盐为钠盐和/或钾盐，优选为第IA族金属的硫酸盐和/或硝酸盐。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的气体吸附剂，其特征在于，所述气体吸附剂的比表面积为200-500m2/g，孔容为0.5-1.0cm3/g。

5.权利要求1-4中任一项所述的气体吸附剂的制备方法，包括：将组分a的前驱体、组分b的前驱体溶液、任选地组分c的前驱体溶液以及任选地组分d与载体混合得到混合物，然后除去混合物中的液体，将所得的固体在惰性气氛下进行煅烧，得到所述吸附剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤S1、将载体分散于水中得到载体浸渍液，将组分a的前驱体和任选地组分d与载体浸渍液混合，得到第一混合物；

步骤S2、将所述第一混合物与组分b的前驱体溶液和任选地组分c的前驱体溶液混合，得到原料混合物；

步骤S3、除去所述原料混合物中的液体，将所得的固体在惰性气氛下进行煅烧，得到所述吸附剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，混合的方式为先向所述第一混合物中加入组分b的前驱体溶液，然后再任选地加入组分c的前驱体溶液。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧温度为800-1000℃。

9.权利要求1-4中任一项所述的气体吸附剂和权利要求5-8中任一项所述的方法制得的气体吸附剂在分离乙烯和/或乙炔中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将所述气体吸附剂用于测定乙烯和/或乙炔的含量，优选用于在程序升温表面反应中同时测定乙烯和乙炔含量，优选地，所述应用包括：将所述气体吸附剂置于吸附剂样品管中，吸附剂样品管置于TCD检测器和催化剂样品管之间，所述吸附剂样品管与程序升温系统相连，所述吸附剂样品管带有温度控制系统，用于控制吸附剂的温度；

在进行程序升温表面反应过程中，进行3次程序升温实验，3次程序升温实验中吸附剂样品管中的温度分别为100-150℃、40-80℃和-40℃-0℃，在3次程序升温实验中测定程序升温表面中产物的含量。

说明书

一种气体吸附剂及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明属于气体吸附测定技术领域，涉及一种气体吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 低碳烯烃是一种重要的基础有机化工原料，之前依赖于石油裂解。受价格及环境因素影响，各国不断开发烯烃生产新路线。甲烷氧化偶联技术(OCM)用天然气替代石油作为原料，为制取低碳烯烃提供了新的途径。甲烷偶联反应是甲烷和氧气在催化剂条件下生成乙烯和乙炔。甲烷偶联反应是一个多相催化过程，通过程序升温技术可以研究催化剂的活性、选择性和反应机理，对催化剂的研制和改进起到重要的作用。在程序升温技术中一个重要的测试数据是测定程序升温过程中产物乙烯、乙炔含量。乙烯和乙炔含量的测定对于催化剂性能的研究和改进具有重要的意义。

[0003] 目前，程序升温反应中定量分析常用的检测器包括热导检测器(TCD)、质谱检测器、红外检测器、化学发光检测器(CLD)和火焰离子检测器(FID)等。热导检测器的灵敏度高，定量效果好，可以检测几乎所有组分但是它无法分辨多种物质。质谱检测器的定量效果一般，同时无法明确区分乙烯和乙炔的质量数(m/z)。红外检测器的定量效果一般，而且由于红外池体积一般比较大，在信号收集时存在长时间滞后不利于测定。此外，化学发光检测器(CLD)、火焰离子检测器(FID)也无法区分乙烯和乙炔。

[0004] 因此，如何定量乙烯和乙炔是本领域技术人员需要解决的一个问题。发明人深入研究发现如果在使用TCD检测乙烯、乙炔信号前，加入一种吸附剂，通过温度控制乙烯和乙炔的吸附和脱附，然后通过差值法计算可以计算得到乙烯、乙炔含量，能够很好的解决上述问题。

[0005] 然而，现在技术中并没有能够实现上述目的的吸附剂。现有技术中有乙烯和乙炔吸附剂的报道，单独乙烯吸附剂已经得到广泛使用，如活性高锰酸钾球已经大量工业化生产。单独乙炔吸附剂也有报道，如公开号CN201380031200.7《乙炔的储存及稳定》公开了用于乙炔吸附储存的碳吸附剂，再如公开号CN201210579241.7《用于乙炔吸附和存储的金属有机框架物材料及其制备方法》公开了用于乙炔吸附储存的金属有机框架物材料。在乙烯乙炔分离技术方面，《Pore chemistry and size control in hybrid porous materials for acetylene capture from ethylene》(《Science》,2016,353(6295):141-144)报道了乙烯和乙炔的分离技术，混合气体以一定流速通入吸附柱，乙炔被完全吸附，得到高纯度乙烯。但是，能够同时实现乙烯和乙炔的吸附和脱附的吸附剂尚未见报道，现有技术也没有涉及同时测定程序升温过程中乙烯、乙炔含量的介绍。

发明内容

[0006] 为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种气体吸附剂，该吸附剂可以通过控制温度实现乙烯和乙炔完全吸附，乙烯全部脱附乙炔完全吸附，以及乙烯和乙炔的完全脱附。将其用于在程序升温表面反应中可以同时测定乙烯、乙炔含量。

[0007] 根据本发明的第一方面，提供了一种气体吸附剂，其包括载体和活性组分，活性组分包括以下组分中的一种或多种：

[0008] 组分a，其为多孔材料；

[0009] 组分b，其为第VIII族金属或其氧化物；

[0010] 任选地，组分c，其为第IVB族金属氧化物、第VB族金属氧化物和第VIB族金属氧化物中的一种或多种；

[0011] 任选地，组分d，其为第IA族金属盐。

[0012] 根据本发明的优选实施方式，所述气体吸附剂以气体吸附剂的总质量计，组分a的含量为0.5-3.0wt％，例如，0.5wt％、1.0wt％、1.5wt％、2.0wt％、2.5wt％、3.0wt％以及它们之间的任意值，优选1.5-2.0wt％；组分b的含量为0.5-3.0wt％，例如，0.5wt％、1.0wt％、1.5wt％、2.0wt％、2.5wt％、3.0wt％以及它们之间的任意值，优选1.0-1.5wt％；组分c的含量为0-2.5wt％，例如，0wt％、0.5wt％、1.0wt％、1.5wt％、2.0wt％、2.5wt％以及它们之间的任意值，优选0.5-2.5wt％，更优选1.0-1.5wt％；组分d的含量为0-2.5wt％，例如，0wt％、
0.5wt％、1.0wt％、1.5wt％、2.0wt％、2.5wt％以及它们之间的任意值，优选0.5-2.5wt％，更优选0.5-1.0wt％，载体为余量。

[0013] 根据本发明的优选实施方式，所述载体为极性载体，优选为二氧化硅和/或氧化铝。

[0014] 根据本发明的优选实施方式，所述多孔材料为介孔碳。介孔碳是一类新型的非硅基介孔材料，2nm<孔径<50nm，具有较大的比表面积和孔体积。

[0015] 根据本发明的优选实施方式，所述第VIII族金属选自镍、钯和铂中的一种或多种，优选为钯和/或镍。

[0016] 根据本发明的优选实施方式，所述第IVB族金属氧化物选自二氧化钛和/或氧化锆。优选为二氧化钛。

[0017] 根据本发明的优选实施方式，所述第VB族金属氧化物为五氧化二钒。

[0018] 根据本发明的优选实施方式，所述第VIB族金属氧化物为氧化铬。

[0019] 根据本发明的优选实施方式，第IA族金属盐为钠盐和/或钾盐，优选为第IA族金属的硫酸盐和/或硝酸盐。例如，第IA族金属盐可以选自硫酸钠、硫酸钾、硝酸钠和硝酸钾中的一种或多种。

[0020] 根据本发明的优选实施方式，所述气体吸附剂包括载体和活性组分，所述活性组分包括组分a、组分b、组分c和组分d。优选地，载体为二氧化硅和/或氧化铝，组分a为介孔碳，组分b为钯和/或镍及其氧化物，组分c为二氧化钛和/或五氧化二钒，组分d选自硫酸钠、硫酸钾、硝酸钠和硝酸钾中的一种或多种。

[0021] 根据本发明的优选实施方式，所述气体吸附剂包括载体和活性组分，所述活性组分包括组分a、组分b、组分c和组分d。优选地，以气体吸附剂的总质量计，所述载体的含量为90.0-98.0wt％，组分a的含量为0.5-3.0wt％，组分b的含量为0.5-3.0wt％，组分c的含量为
0.5-2.5wt％，组分d的含量为0.5-2.5wt％。

[0022] 根据本发明的优选实施方式，所述气体吸附剂包括载体和活性组分，所述活性组分包括组分a、组分b、组分c和组分d。所述气体吸附剂以气体吸附剂的总质量计，所述载体的含量为94.0-96.0wt％，所述组分a的含量为1.5-2.0wt％，所述组分b的含量为1.0-1.5wt％，所述组分c的含量为1.0-1.5wt％，所述组分d的含量为0.5-1.0wt％。

[0023] 根据本发明的优选实施方式，所述气体吸附剂的比表面积为200-500m2/g，优选300-400m2/g；孔容为0.5-1.0cm3/g，优选0.6-0.8cm3/g。本发明中，所述比表面积是指采用BET法测得的比表面积，所述孔容为单点法测得的孔容。

[0024] 根据本发明的优选实施方式，所述气体吸附剂为乙烯和乙炔吸附剂。

[0025] 根据本发明的优选实施方式，所述气体吸附剂在-40-0℃条件下对乙烯和乙炔完全吸附；在40-80℃条件下对乙炔完全吸附而对乙烯不吸附；在100-150℃条件下对乙烯和乙炔均不吸附。

[0026] 根据本发明的另一方面，还提供了所述气体吸附剂的制备方法，包括：

[0027] 将组分a的前驱体、组分b的前驱体溶液、任选地组分c的前驱体溶液组分b和任选地组分d中的一种或多种与载体混合得到混合物，然后去除混合物中的液体，将所得的固体在惰性气氛下进行煅烧，得到所述吸附剂。

[0028] 根据本发明的优选实施方式，所述气体吸附剂的制备方法包括：

[0029] 步骤S1、将载体分散于水中得到载体浸渍液，将组分a的前驱体和任选地组分d与所述载体浸渍液混合，得到第一混合物；

[0030] 步骤S2、将所述第一混合物与组分b的前驱体溶液和任选地组分c的前驱体溶液混合，得到原料混合物；优选先将第一混合物与组分b的前驱体溶液混合，然后再与组分c的前驱体溶液混合；优选混合的方式为先向所述第一混合物中加入组分b的前驱体溶液，然后再加入组分c的前驱体溶液；

[0031] 步骤S3、去除所述原料混合物中的液体，将所得的固体在惰性气氛下进行煅烧，得到所述吸附剂。

[0032] 根据本发明的优选实施方式，所述去除混合物中的液体可以采用本领域常规的方法，如采用干燥的方式将液体除去，例如，在80-110℃下干燥8-48h。

[0033] 根据本发明的优选实施方式，所述混合以保证各组分之间充分接触，所述混合的条件例如可以为在40-60℃下混合4-12h。

[0034] 根据本发明的优选实施方式，所述煅烧温度为800-1000℃。

[0035] 根据本发明的优选实施方式，所述气体吸附剂包括载体和活性组分，活性组分包括以下组分或者由以下组分组成：

[0036] 组分a，其为多孔材料；

[0037] 组分b，其为第VIII族金属或其氧化物；

[0038] 组分c，其为第IVB族金属氧化物、第VB族金属氧化物和第VIB族金属氧化物中的一种或多种；

[0039] 组分d，其为第IA族金属盐。

[0040] 其制备方法包括：

[0041] 步骤S1、将载体分散于水中得到载体浸渍液，将组分a的前驱体和组分d与所述载体浸渍液混合，得到第一混合物；

[0042] 步骤S2、将所述第一混合物与组分b的前驱体溶液混合，得到第二混合物；优选地，混合的方式为将组分b的前驱体溶液加入第一混合物中，更优选，将组分b的前驱体溶液缓慢滴加到第一混合物中，优选在混合的过程中，第一混合物保持搅拌状态；

[0043] 步骤S3、将所述第二混合物与组分c的前驱体溶液混合，得到原料混合物；优选地，混合的方式为将组分c的前驱体溶液加入第二混合物中，更优选，将组分c的前驱体溶液缓慢滴加到第二混合物中，优选在混合的过程中，第二混合物保持搅拌状态；

[0044] 步骤S3、除去所述原料混合物中的液体，将所得的固体在惰性气氛下进行煅烧，得到所述吸附剂。

[0045] 根据本发明的优选实施方式，所述煅烧温度为800-1000℃。

[0046] 根据本发明的优选实施方式，所述组分a的前驱体、组分b的前驱体和组分c的前驱体分别为能够是吸附剂中含有上述组分a、组分b和组分c的化合物。例如，所述组分a为介孔碳时，组分a的前驱体为碳源，优选自蔗糖、葡萄糖和果糖中的一种或多种。优选地，在加入碳源时，加入一定量的酸如硫酸是有利的，其有利于碳源的炭化。又例如，当第IVB族金属氧化物为二氧化钛时，其前驱体可以为钛酸四丁酯。又例如，当第VIII族金属钯时，第VIII族金属或其氧化物的前驱体可以为硝酸钯。

[0047] 根据本发明的一个优选实施方式，所述气体吸附剂的制备方法包括：

[0048] 步骤I、将载体浸渍于水中，向其中添加碳源和硫酸，然后加入第IA族金属盐在4-60℃下搅拌均匀，得到第一溶液；

[0049] 步骤II、将第VIII族金属或其氧化物的前驱体溶解，得到第二溶液；

[0050] 步骤III、将第二溶液添加到第一溶液中，得到第三溶液；优选地，在搅拌状态下，向第一溶液中滴加第二溶液，得到第三溶液；

[0051] 步骤IV、将组分c的前驱体溶解，得到第四溶液；

[0052] 步骤V、将第四溶液添加到第三溶液中，得到第五溶液；优选地，在搅拌状态下，向第三溶液中滴加第四溶液，得到第五溶液；

[0053] 步骤VI、去除第五溶液中的液体，得到固体，将所述固体进行煅烧，得到所述气体吸附剂。

[0054] 根据本发明的优选实施方式，所述步骤I-步骤VI的顺序可以不完全按照上述顺序执行，制备第一溶液、第二溶液的步骤I、步骤II和顺序可以互换，也可以步骤I和步骤II同时进行，制备第四溶液的步骤IV先于步骤III进行。

[0055] 根据本发明的一个优选实施方式中，所述气体吸附剂的制备方法包括：

[0056] 步骤i、将二氧化硅浸渍于水中，向其中加入蔗糖和硫酸，然后加入硫酸钠或硫酸钾，在4-60℃下搅拌均匀，得到的溶液记为溶液A；

[0057] 步骤ii、将硝酸钯溶于稀硝酸中，形成硝酸钯溶液，得到的溶液记为溶液B；

[0058] 步骤iii、溶液A保持搅拌状态，缓慢滴加溶液B至溶液A中，得到的溶液记为溶液C；

[0059] 步骤iv、将钛酸四丁酯缓慢滴加至无水乙醇中，搅拌均匀，得到的溶液记为溶液D；

[0060] 步骤v、溶液C保持搅拌状态，缓慢滴加溶液D至溶液C中，得到的溶液记为溶液E；

[0061] 步骤vi、溶液E在40-60℃下搅拌4-12h，放入80-110℃的烘箱中，保持8-48h，得到固体F；

[0062] 步骤vii、将固体F放入管式炉中，在惰性气体保护下均匀升温至800-1000℃进行煅烧。得到所述气体吸附剂(载体为：二氧化硅，活性成分为：介孔碳、钯、二氧化钛、硫酸钠或硫酸钾)。

[0063] 根据本发明的另一方面，还提供了所述气体吸附剂以及上述方法制得的气体吸附剂在分离乙烯和/或乙炔中的应用。

[0064] 根据本发明的优选实施方式，将所述气体吸附剂用于测定乙烯和/或乙炔的含量。

[0065] 根据本发明的一个更优选的实施方式，将所述气体吸附剂用于在程序升温表面反应中同时测定乙烯和乙炔含量，优选地，所述应用包括：

[0066] 将所述气体吸附剂置于吸附剂样品管中，吸附剂样品管置于TCD检测器和催化剂样品管之间，所述吸附剂样品管与程序升温系统相连，所述吸附剂样品管带有温度控制系统，用于控制吸附剂的温度；

[0067] 在进行程序升温表面反应过程中，进行3次程序升温实验，3次程序升温实验中吸附剂样品管中的温度分别为100-150℃、40-80℃、-40℃-0℃，在3次程序升温实验中测定程度升温表面反应曲线。

[0068] 根据本发明的再一方面，还提供了所述气体吸附剂以及上述方法制得的气体吸附剂在吸附剂性能研究中的应用。

[0069] 本发明中，用语“任选地”表示有或无，其可以根据需要选择添加或不添加。

[0070] 在本发明中的提到的任何数值，如果在任何最低值和任何最高值之间只是有两个单位的间隔，则包括从最低值到最高值的每次增加一个单位的所有值。例如，如果声明一种组分的量，或诸如温度、压力、时间等工艺变量的值为40-80，在本说明书中它的意思是具体列举了41-79、42-78……以及59-61以及60-61等数值。对于非整数的值，可以适当考虑以0.1、0.01、0.001或0.0001为一单位。这仅是一些特殊指明的例子。在本申请中，以相似方式，所列举的最低值和最高值之间的数值的所有可能组合都被认为已经公开。

[0071] 本发明提供了一种气体吸附剂，可以用于测定程序升温过程中产物乙烯、乙炔含量，其成分简单，容易获取，成本低廉，并且其制备过程简单，原料易得，生产成本低。通过温度控制，可以实现吸附剂对乙烯和乙炔的吸附和脱附，然后通过差值法计算得到乙烯、乙炔含量。

附图说明

[0072] 图1是实施例1制得的气体吸附剂在120℃的气体吸附等温线。

[0073] 图2是实施例1制得的气体吸附剂在70℃的气体吸附等温线。

[0074] 图3是实施例1制得的气体吸附剂在-20℃的气体吸附等温线。

[0075] 图4是实施例2制得的气体吸附剂在120℃的气体吸附等温线。

[0076] 图5是实施例2制得的气体吸附剂在70℃的气体吸附等温线。

[0077] 图6是实施例2制得的气体吸附剂在-20℃的气体吸附等温线。

[0078] 图7是实施例3制得的气体吸附剂在120℃的气体吸附等温线。

[0079] 图8是实施例3制得的气体吸附剂在70℃的气体吸附等温线。

[0080] 图9是实施例3制得的气体吸附剂在-20℃的气体吸附等温线。

[0081] 图10是实施例4制得的气体吸附剂在120℃的气体吸附等温线。

[0082] 图11是实施例4制得的气体吸附剂在70℃的气体吸附等温线。

[0083] 图12是实施例4制得的气体吸附剂在-20℃的气体吸附等温线。

[0084] 图13是实施例5制得的气体吸附剂在120℃的气体吸附等温线。

[0085] 图14是实施例5制得的气体吸附剂在70℃的气体吸附等温线。

[0086] 图15是实施例5制得的气体吸附剂在-20℃的气体吸附等温线。

[0087] 图16是实施例6中程序升温表面反应曲线。

具体实施方式

[0088] 以下结合实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不受下述实施例限定。

[0089] 实施例中所使用的测试方法如下：

[0090] 1.程序升温表面反应(TPSR)：

[0091] 称取气体吸附剂放入吸附剂样品管中，将吸附剂样品管放入程序升温表面反应仪器中，通入He，在He吹扫下以10℃/min的升温速度升温至第一设定温度，更换气体为O2，吸附一定时间后，降至第二设定温度，通入CH4，以10℃/min的升温速率升温至第三设定温度，测定程序升温表面反应曲线，对曲线进行积分得到乙烯或乙炔的含量。

[0092] 2.孔结构测试：

[0093] 称取一定质量气体吸附剂放入样品管中，将样品管放入仪器中，进行脱气处理。然后将样品管放入分析站进行分析，进行介孔等温线全分析。通过BET方法计算得到催化剂的比表面积，通过单点法计算得到催化剂的孔容。

[0094] 3.气体吸附等温线：

[0095] 称取一定质量样品放入样品管中，将样品管放入仪器中，对样品进行抽真空处理，升至某一温度，连续通入H2，控制H2流速为50-80ml/min，通入一定时间后，对样品进行抽真空处理，抽真空一定时间，降至某一温度，在一定的压力范围内，测定甲烷、氧气、乙烯、乙炔的吸附等温线。

[0096] 吸附剂使用性能的测试：将H2还原后的气体吸附剂填入不锈钢吸附剂样品管中，吸附剂样品管两端通过螺纹卡套与乙炔脉冲吸附系统连接，其位置位于TCD检测器与催化剂样品管之间；在进行程序升温实验时，将进行3次程序升温实验，3次程序升温实验的温度设置分别为120℃、70℃、-20℃，测定程序升温曲线。

[0097] 实施例1

[0098] 一种气体吸附剂的制备方法，其包括：

[0099] 步骤a、称取95g二氧化硅(80目)浸渍于200ml水中，加入4.75g蔗糖和5ml浓硫酸，然后加入1g硫酸钠，在50℃下搅拌均匀，得到溶液A。

[0100] 步骤b、将2g硝酸钯溶于10ml稀硝酸中，得到硝酸钯溶液，记为溶液B。

[0101] 步骤c、保持溶液A搅拌状态，在50℃下缓慢滴加溶液B至溶液A中，将得到的溶液记为溶液C。

[0102] 步骤d、将4.5ml钛酸四丁酯缓慢滴加至20ml无水乙醇中，搅拌均匀，得到溶液D。

[0103] 步骤e、保持溶液C搅拌状态，在50℃下缓慢滴加溶液D至溶液C中，将得到的溶液记为溶液E。

[0104] 步骤f、溶液E在50℃下搅拌8h，放入100℃的烘箱中，保持24h，得到固体F。

[0105] 步骤g、将固体F放入管式炉中，在氮气保护下以10℃/min升温至900℃。得到成品吸附剂。

[0106] 所制得的气体吸附剂的组成为：以质量计，二氧化硅为95％，介孔碳为2.0％，硫酸钠为1.0％，二氧化钛为1.0％，金属钯为1.0％。BET比表面积为373.6m2/g，单点法孔容(p/p0＝0.975)为0.76cm3/g。

[0107] 该吸附剂在120℃、70℃、-20℃的气体吸附等温线分别如图1、图2、图3所示。在120℃时，甲烷、氧气、乙烯、乙炔几乎不发生吸附；在70℃时，甲烷、氧气、乙烯几乎不发生吸附，乙炔吸附量较大；在-20℃时，甲烷、氧气几乎不发生吸附，乙烯和乙炔吸附量较大。

[0108] 实施例2

[0109] 与实施例1相同，区别仅在于实施例2中不含有二氧化钛。

[0110] 气体吸附剂的制备方法包括：

[0111] 步骤a、称取96g二氧化硅(80目)浸渍于200ml水中，加入4.75g蔗糖和5ml浓硫酸，然后加入1g硫酸钠，在50℃下搅拌均匀，得到溶液A。

[0112] 步骤b、将2g硝酸钯溶于10ml稀硝酸中，得到硝酸钯溶液，记为溶液B。

[0113] 步骤c、保持溶液A搅拌状态，在50℃下缓慢滴加溶液B至溶液A中，将得到的溶液记为溶液C。

[0114] 步骤f、溶液C在50℃下搅拌8h，放入100℃的烘箱中，保持24h，得到固体F。

[0115] 步骤g、将固体F放入管式炉中，在氮气保护下以10℃/min升温至900℃。得到成品吸附剂。

[0116] 所制得的气体吸附剂的组成为：以质量计，二氧化硅为96％，介孔碳为2.0％，硫酸钠为1.0％，金属钯为1.0％。BET比表面积为378.2m2/g，单点法孔容(p/p0＝0.975)为0.78cm3/g。

[0117] 该吸附剂在120℃、70℃、-20℃的气体吸附等温线分别如图4、图5、图6所示。在120℃时，甲烷、氧气、乙烯、乙炔几乎不发生吸附；在70℃时，甲烷、氧气、乙烯几乎不发生吸附，乙炔吸附量较大；在-20℃时，甲烷、氧气几乎不发生吸附，乙烯和乙炔吸附量较大。

[0118] 实施例3

[0119] 与实施例1相同，区别仅在于实施例3中不含有硫酸钠。

[0120] 气体吸附剂的制备方法，其包括：

[0121] 步骤a、称取96g二氧化硅(80目)浸渍于200ml水中，加入4.75g蔗糖和5ml浓硫酸，在50℃下搅拌均匀，得到溶液A。

[0122] 步骤b、将2g硝酸钯溶于10ml稀硝酸中，得到硝酸钯溶液，记为溶液B。

[0123] 步骤c、保持溶液A搅拌状态，在50℃下缓慢滴加溶液B至溶液A中，将得到的溶液记为溶液C。

[0124] 步骤d、将4.5ml钛酸四丁酯缓慢滴加至20ml无水乙醇中，搅拌均匀，得到溶液D。

[0125] 步骤e、保持溶液C搅拌状态，在50℃下缓慢滴加溶液D至溶液C中，将得到的溶液记为溶液E。

[0126] 步骤f、溶液E在50℃下搅拌8h，放入100℃的烘箱中，保持24h，得到固体F。

[0127] 步骤g、将固体F放入管式炉中，在氮气保护下以10℃/min升温至900℃。得到成品吸附剂。

[0128] 所制得的气体吸附剂的组成为：以质量计，二氧化硅为96％，介孔碳为2.0％，二氧2
化钛为1.0％，金属钯为1.0％。BET比表面积为380.5m /g，单点法孔容(p/p0＝0.975)为
0.77cm3/g。

[0129] 该吸附剂在120℃、70℃、-20℃的气体吸附等温线分别如图7、图8、图9所示。在120℃时，甲烷、氧气、乙烯、乙炔几乎不发生吸附；在70℃时，甲烷、氧气、乙烯几乎不发生吸附，乙炔吸附量较大；在-20℃时，甲烷、氧气几乎不发生吸附，乙烯和乙炔吸附量较大。

[0130] 实施例4

[0131] 一种气体吸附剂的制备方法，其包括：

[0132] 步骤a、称取93g二氧化硅(80目)浸渍于200ml水中，加入2.38g蔗糖和2.5ml浓硫酸，然后加入2g硫酸钠，在50℃下搅拌均匀，得到溶液A。

[0133] 步骤b、将4g硝酸钯溶于20ml稀硝酸中，得到硝酸钯溶液，记为溶液B。

[0134] 步骤c、保持溶液A搅拌状态，在50℃下缓慢滴加溶液B至溶液A中，将得到的溶液记为溶液C。

[0135] 步骤d、将9ml钛酸四丁酯缓慢滴加至40ml无水乙醇中，搅拌均匀，得到溶液D。

[0136] 步骤e、保持溶液C搅拌状态，在50℃下缓慢滴加溶液D至溶液C中，将得到的溶液记为溶液E。

[0137] 步骤f、溶液E在50℃下搅拌8h，放入100℃的烘箱中，保持36h，得到固体F。

[0138] 步骤g、将固体F放入管式炉中，在氮气保护下以10℃/min升温至900℃。得到成品吸附剂。

[0139] 所制得的气体吸附剂的组成为：以质量计，二氧化硅为93％，介孔碳为1.0％，硫酸钠为2.0％，二氧化钛为2.0％，金属钯为2.0％。BET比表面积为362.7m2/g，单点法孔容(p/p0＝0.975)为0.74cm3/g。

[0140] 该吸附剂在120℃、70℃、-20℃的气体吸附等温线分别如图10、图11、图12所示。在120℃时，甲烷、氧气、乙烯、乙炔几乎不发生吸附；在70℃时，甲烷、氧气、乙烯几乎不发生吸附，乙炔吸附量较大；在-20℃时，甲烷、氧气几乎不发生吸附，乙烯和乙炔吸附量较大。

[0141] 实施例5

[0142] 与实施例1相同，将实施例1中的金属钯替换为镍，将二氧化硅替换为氧化铝将二氧化钛替换为五氧化二钒。

[0143] 步骤a、称取95g氧化铝(80目)浸渍于200ml水中，加入4.75g蔗糖和5ml浓硫酸，然后加入1g硫酸钠，在50℃下搅拌均匀，得到溶液A。

[0144] 步骤b、将3.1g硝酸镍溶于10ml稀硝酸中，得到硝酸镍溶液，记为溶液B。

[0145] 步骤c、保持溶液A搅拌状态，在50℃下缓慢滴加溶液B至溶液A中，将得到的溶液记为溶液C。

[0146] 步骤d、将1.3g钒酸铵溶于50ml稀氨水中，搅拌均匀，得到溶液D。

[0147] 步骤e、保持溶液C搅拌状态，在50℃下缓慢滴加溶液D至溶液C中，将得到的溶液记为溶液E。

[0148] 步骤f、溶液E在50℃下搅拌8h，放入100℃的烘箱中，保持24h，得到固体F。

[0149] 步骤g、将固体F放入管式炉中，在氮气保护下以10℃/min升温至900℃。得到成品吸附剂。

[0150] 所制得的气体吸附剂的组成为：以质量计，氧化铝为95％，介孔碳为2.0％，硫酸钠2
为1.0％，五氧化二钒为1.0％，金属镍为1.0％。BET比表面积为408.2m/g，单点法孔容(p/p0＝0.975)为0.84cm3/g。

[0151] 该吸附剂在120℃、70℃、-20℃的气体吸附等温线分别如图13、图14、图15所示。在120℃时，甲烷、氧气、乙烯、乙炔几乎不发生吸附；在70℃时，甲烷、氧气、乙烯几乎不发生吸附，乙炔吸附量较大；在-20℃时，甲烷、氧气几乎不发生吸附，乙烯和乙炔吸附量较大。

[0152] 实施例6

[0153] 将实施例1中制得的气体吸附剂用于程序升温表面反应中测定乙烯和乙炔的含量，程序升温表面反应的具体实施方法为：

[0154] 1、设置吸附剂温度为120℃。

[0155] 2、准确称取0.1g实施例1中的气体吸附剂置于吸附剂样品管中，吸附剂样品管置于TCD检测器和催化剂样品管之间，所述吸附剂样品管与程序升温系统相连，所述吸附剂样品管带有温度控制系统，用于控制吸附剂的温度。

[0156] 3、通入He，在He吹扫下以10℃/min升至500℃，更换气体O2，吸附一定时间后，降至室温，通入CH4，以10℃/min升至900℃，得到图16中的曲线1，对曲线1进行积分，得到副产物的含量为0.0036mmol/g。

[0157] 4、设置吸附剂温度为70℃。

[0158] 5、重复步骤2和步骤3。得到图16中的曲线2，对曲线2进行积分，得到副产物和乙炔的含量之和为0.0077mmol/g。

[0159] 6、设置吸附剂温度为-20℃。

[0160] 7、重复步骤2和步骤3。得到图16中的曲线3，对曲线3进行积分，得到副产物、乙烯和乙炔的含量之和为0.011mmol/g。

[0161] 8、曲线1与曲线2的差值为产生乙炔的含量0.0041mmol/g。

[0162] 9、曲线2与曲线3的差值为产生乙烯的含量0.0033mmol/g。

[0163] 由此可见，使用本发明的气体吸附剂通过该方法得到测定程序升温过程中产物乙烯、乙炔含量。

[0164] 应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。