[發(fā)明專利]用于將二氧化碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳的石墨烯包覆合金納米催化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611104335.3
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106622235B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃富強;畢慶員;王鑫;尹國恒;王棟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: B01J23/70
• 分類號: B01J23/70;B01J23/745;B01J23/75;B01J23/755;B01J37/34;C01B32/40
• 代理公司: 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優(yōu)麗

1.一種石墨烯包覆合金納米催化劑，其特征在于，所述催化劑包含F(xiàn)eNi₃合金納米粒子、以及包覆于所述FeNi₃合金納米粒子表面的非金屬元素摻雜石墨烯MG，所述非金屬元素摻雜石墨烯MG中非金屬元素M為N，所述非金屬元素摻雜石墨烯MG中非金屬元素M的質(zhì)量含量為0.1～1%，所述催化劑中FeNi₃合金納米粒子的質(zhì)量含量為60～95%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯包覆合金納米催化劑，其特征在于，所述FeNi₃合金納米粒子的粒徑大小為4～14 nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石墨烯包覆合金納米催化劑，其特征在于，所述非金屬元素摻雜石墨烯MG的厚度為0.2～2 nm。

4.一種如權(quán)利要求1-3中任一項所述石墨烯包覆合金納米催化劑的制備方法，其特征在于，包括：

將Fe金屬粉末和Ni金屬粉末按照質(zhì)量比均勻混合后填充于金屬管內(nèi)部，并與所述金屬管組成陽極；

將石墨棒作為陰極與所述陽極水平相對，在含有甲烷和摻雜氣體的混合氣體的反應(yīng)腔體中在20～60 A下電弧放電反應(yīng)1～6 小時，得到所述石墨烯包覆合金納米催化劑。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述Fe金屬粉末或/和Ni金屬粉末的粒徑大小為100～500 目。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，在所述電弧放電反應(yīng)之前，將反應(yīng)腔體抽真空至5～20 Pa，然后通入甲烷和摻雜氣體的混合氣體，所述甲烷和摻雜氣體的混合氣體的壓力為0.05～0.09 MPa。

7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述甲烷和摻雜氣體的體積比為9:1～1:9，所述摻雜氣體為氨氣。

8.一種石墨烯包覆合金納米催化劑在將二氧化碳轉(zhuǎn)化為一氧化碳中的應(yīng)用，其特征在于，所述石墨烯包覆合金納米催化劑包含F(xiàn)eNi₃合金納米粒子、以及包覆于所述FeNi₃合金納米粒子表面的非金屬元素摻雜石墨烯MG，所述非金屬元素摻雜石墨烯MG中非金屬元素M為N，所述非金屬元素摻雜石墨烯MG中非金屬元素M的質(zhì)量含量為0.1～1%，所述催化劑中FeNi₃合金納米粒子的質(zhì)量含量為60～95%。