[發明專利]一種以活性氧化鎂為原料制備鎂鈷金屬復合氧化物的方法

在審

• 申請號: 201510763917.1
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105413692A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 王國勝;王迪;房安娜;楊鶴南;郎嘉朋;寧志高
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

技術領域

本發明涉及一種制備金屬復合氧化物的方法，特別是涉及一種以活性氧化鎂為原料制備鎂鈷金屬復合氧化物的方法。

背景技術

鎂和過度金屬相關的復合金屬氧化物在催化領域都具有較好的應用背景，如鎂鋁復合金屬氧化物、鎂錳復合金屬氧化物、鎂鐵復合金屬氧化物、銅鈷復合金屬氧化物、銅鉻復合金屬氧化物、銅鐵復合金屬氧化物等。其中大部分的復合金屬氧化物在固體推進劑中都有較好的應用。如鎂鐵復合金屬氧化物、銅鈷復合金屬氧化物、銅鉻復合金屬氧化物、銅鐵復合金屬氧化物用在固體推進劑中作為燃速催化劑時，能夠明顯降低AP的熱解溫度，提高硼粉的一次和二次燃燒效率，對催化劑進行進一步改性、包覆處理后催化性能又得到進一步的提高，而且與體系中端羥基聚丁二烯的相容性也得到了解決。復合金屬氧化物具有穩定的晶體結構、良好的光學、電學、磁學性能，是重要的激光材料、熱釋電材料、壓電材料和強磁性材料等，應用極為廣泛。用于固體推進劑的燃速催化劑、光催化分解水制氫、以及石油化工行業的碳氫化合物重整反應等方面。其互相摻雜而引起的晶格畸變,導致復合氧化物的晶粒中存在更多缺陷，活性中心明顯增多，其綜合性能往往優于單一氧化物。復合金屬氧化物還具有很高的氧化還原性、氫解、異構化、電催化等活性，作為一種具有氣敏、巨磁電阻、電導性等特性的新型功能材料，在信息、能源、電子、冶金、化工、生物和醫藥等領域有著廣闊的應用前景。

含鎂過渡金屬復合氧化物是由鎂與一種或幾種過渡金屬氧化物復合而成的多元復雜氧化物，它比單元氧化物在電、光、磁等方面具有更加好的性質。還具有穩定性好，耐腐蝕、耐高溫，高硬度等性質特點。在鈷基復合氧化物中，有關氧化鎂與氧化鈷的復合雙金屬氧化物鎂鈷復合氧化物的報道很少。鈷基氧化物可用于合成氣合成油或是作為助劑而用于合成低碳醇等，具有真正工業應用價值前景的是Co基化合物或Co與其它金屬氧化物形成的混合物。鈷氧化物的納米催化劑對N2O=N2+O2分解反應具有很好的催化效能。最近幾年的研究發現：是氧化鈷、氫氧化鈷能夠顯著提高電池的性能：加大電池的高輸出功率和比容量，增加電池的充電放電循環時的壽命，減少自動放電現象并且提高耐過充電能力等等是性能優異的電池添加劑。另外其在磁性材料和電極材料等領域也是具很大的研究潛力的。。

鎂鈷復合金屬氧化物中Co和Mg的相互作用有利于活性位的活化，從而能夠提高催化性能、降低反應溫度等反應條件。氧化鈷是一種常見的催化劑或催化劑載體，在很多反應中都顯示出較好的催化性能。氧化鎂活性位在反應中能夠抑制反應中副反應的進行。

我國是鎂資源大國，菱鎂礦總儲量為31億噸，占世界總儲量的四分之一以上,高附加值利用菱鎂礦成為研究的重點。

由于氧化鈷和氧化鎂可以在很多反應中用作催化劑，而復合金屬氧化物又有優于單個金屬氧化物的諸多性質，以MgO與CoCl2為原料反應得到前驅體鎂鈷復合金屬氫氧化物，煅燒后得到經XRD分析分子式為Mg2CoO4和MgCo2O4催化劑，制備的鎂鈷復合金屬氧化物是具有雙金屬中心的復合氧化物，可作為某些有機反映的催化劑或載體，其中Mg作為堿中心可以抑制化學反應中副反應的進行。Mg2CoO4和MgCo2O4催化劑中的Co及負載CoO中的Co作為酸性中心，由于其具有未共用電子可以得到有機物的電子促進有機反應的進行。

根據水溶液中雙金屬離子的聚合現象來形成空間網絡狀金屬羥基聚合物。該方法操作簡單，與其他方法相比，保留了原始天然結構；對設備、技術要求不高；不引進其他助劑，產品純度高；成本低；由于溶液中的OH–是逐漸釋放的，因此所得產物的形貌可控。

發明內容

本發明的目的在于提供一種以活性氧化鎂為原料制備鎂鈷金屬復合氧化物的方法，該方法利用水溶液中金屬離子配合物共聚現象，制備鎂鈷金屬復合氧化物。制備得到的Mg2CoO4和MgCo2O4鎂鈷復合金屬氧化物具有雙金屬中心，可作為某些有機反應的催化劑或載體。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種以活性氧化鎂為原料制備鎂鈷金屬復合氧化物的方法，所述方法包括以下過程：第一步，以活性氧化鎂和氯化鈷為原料，制備得到鎂鈷金屬復合氧化物；第二步，將活性氧化鎂溶解于水中，形成水合氧化鎂配合物；第三步，將氯化鈷配成一定濃度的水溶液，滴加到水合氧化鎂配合物溶液中；第四步，將乳液抽濾、洗滌、干燥后煅燒得到Mg2CoO4和MgCo2O4鎂鈷復合金屬氧化物；

具體制備步驟為：

（1）活性氧化鎂預處理，在600℃下放入馬弗爐內煅燒2h；每次恢復活性后，能使用4天，4天之后再使用需先用上述步驟再次恢復活性；