[發明專利]用于甲醛溶液催化制氫的負載型納米銅磁性催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201010215945.7
• 申請日: 2010-07-02
• 公開（公告）號: CN101862656A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 季生福;劉鴻飛;季俊紅;楊偉
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;B01J32/00;C01B3/22;C01B3/32
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 霍京華

1.一種用于甲醛水溶液催化制取氫氣的負載型納米銅磁性催化劑，為具有納米尺度Cu活性組分的Cu/Fe₃O₄@SiO₂磁性催化劑，催化劑以Fe₃O₄顆粒表面裹覆了一層SiO₂制成的核-殼結構顆粒為載體，在載體表面負載催化活性組分Cu，其中Fe₃O₄的質量含量為65％～85％，SiO₂的質量含量為10％～15％，Cu的質量含量為5％～25％。

2.一種權利要求1所述用于甲醛水溶液催化制取氫氣的負載型納米銅磁性催化劑的制備方法，具體步驟為：

(1)磁性Fe₃O₄顆粒制備：將FeCl₂·4H₂O溶解于水中，制成0.01mol/L～0.1mol/L的溶液，FeCl₃·6H₂O溶解于水中，制成0.01mol/L～0.05mol/L的溶液，按FeCl₂·4H₂O與FeCl₃·6H₂O的摩爾比為1∶4.5～1∶5.5的比例，于30℃、有N₂保護、攪拌條件下同時滴加到反應器中，滴加完后放置20～30分鐘，然后在攪拌條件下向溶液中滴加氨水溶液，至pH值為10，充分攪拌后，得到含有Fe₃O₄顆粒的溶液，然后用外加磁鐵將Fe₃O₄顆粒分離出來，洗滌，在真空干燥箱中干燥，制得磁性Fe₃O₄顆粒；

(2)磁性Fe₃O₄@SiO₂顆粒制備：將磁性Fe₃O₄顆粒，加入質量濃度為95％的乙醇中，制成Fe₃O₄質量濃度為5.0％～10.0％的溶液，經超聲分散，再在50℃攪拌條件下同時滴加正硅酸乙酯和質量濃度為0.1％～0.3％的十六烷基三甲基溴化銨水溶液，滴加的量為Fe₃O₄與正硅酸乙酯、十六烷基三甲基溴化銨的質量比為1∶0.1～0.3∶0.01～0.05，充分攪拌后，再滴加氨水溶液，至pH值為9，連續攪拌5～7小時，然后放置10～16小時，最后用外加磁鐵將Fe₃O₄@SiO₂顆粒分離出來，洗滌，真空干燥6～8小時，即制得磁性Fe₃O₄@SiO₂顆粒；

(3)磁性Cu/Fe₃O₄@SiO₂催化劑的制備：在Cu的質量含量為1.0％～5.0％且pH值為10的銅氨絡合物溶液中加入磁性Fe₃O₄@SiO₂顆粒，經超聲分散后，滴加水合肼溶液，其中加入的Fe₃O₄@SiO₂與溶液中的Cu、水合肼的質量比為1∶0.05～0.5∶0.01～0.05，繼續攪拌20～30分鐘，再在30℃～40℃下放置5-8小時，完成Fe₃O₄@SiO₂顆粒表面負載Cu的過程，最后用外加磁鐵將Cu/Fe₃O₄@SiO₂催化劑顆粒分離出來，洗滌，在真空干燥箱干燥6～8小時，即制得磁性Cu/Fe₃O₄@SiO₂催化劑。

3.根據權利要求2所述的催化劑的制備方法，其特征是：步驟(3)中所述的銅氨絡合物溶液由Cu(Ac)₂·H₂O溶解于水中，制成Cu質量含量為1.0％～10.0％的溶液，然后在攪拌條件下滴加質量濃度為24％～28％的氨水制得。

4.根據權利要求2或3所述的催化劑的制備方法，其特征是：步驟(3)中所滴加的水合肼溶液水合肼的質量含量為10％。