[發(fā)明專利]一種介孔炭微球載復(fù)合材料催化劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710208272.4
• 申請(qǐng)日: 2017-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107413335B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧春山;馮振龍;齊亞妮;王夢(mèng)君;張群峰;豐楓;馬磊;李小年
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/44
• 分類號(hào): B01J23/44;B01J23/42;B01J23/46;B01J37/03;B01J37/08;B01J37/18;B01J35/08;C07C209/36;C07C211/52
• 代理公司: 33201 杭州天正專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 黃美娟;俞慧

1.一種介孔碳微球載復(fù)合材料催化劑的制備方法，其特征在于：所述的催化劑由介孔碳微球以及負(fù)載于介孔碳微球上的活性組分和碳量子點(diǎn)組成，所述催化劑的粒徑尺寸在100～1000nm，所述的活性組分為鉑、鈀、銥、釕、銠中的一種或幾種的組合；基于載體的質(zhì)量，所述活性組分中各金屬的負(fù)載量為：鈀0wt％～10.0wt％、鉑0wt％～10.0wt％、銥0wt％～10.0wt％、釕0wt％～10.0wt％、銠0wt％～10.0wt％，且鈀、鉑、銠的負(fù)載量不均為0，活性組分總負(fù)載量為1.0～20％；所述碳量子點(diǎn)的負(fù)載量不高于30.0wt％；所述的制備方法包括：

1)取質(zhì)量濃度為25～28％的氨水溶液、F127、乙醇和去離子水充分混合，隨后加入間苯二酚，再緩慢滴加質(zhì)量濃度為37～40％的甲醛溶液，在10～50℃下攪拌12～48小時(shí)后，將其轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中在50～200℃下水熱反應(yīng)12～36小時(shí)，然后離心洗滌，得到紅棕色的聚合物固體粉末；氨水溶液、甲醛溶液、乙醇和去離子水的體積比為1:2～7.5:60～120:150～300，間苯二酚與甲醛用量的摩爾比為1:2～5，F(xiàn)127與氨水溶液的質(zhì)量體積比為0.4～2.5g:1ml；

2)配制貴金屬質(zhì)量濃度為0.001～0.005g/mL的貴金屬鹽的醇水溶液，所述的貴金屬與活性組分相對(duì)應(yīng)，其中醇和水的體積比例為10～100:1；

3)取步驟1)得到的聚合物固體粉末、碳量子點(diǎn)固體粉末和步驟2)得到的貴金屬鹽的醇水溶液，其中貴金屬鹽的醇水溶液、碳量子點(diǎn)固體粉末、聚合物固體粉末的投料比例為2.5～45mL:1～150mg:1g，三者混合經(jīng)水熱合成法或等體積浸漬法將貴金屬元素和碳量子點(diǎn)負(fù)載于聚合物固體上，再經(jīng)真空干燥得到樣品；

4)將步驟3)所得樣品在還原氣氛中進(jìn)行還原，所述還原氣氛中氫氣體積含量為5％～85％，還原過(guò)程為程序升溫控制：從室溫至200～300℃升溫速率為0.5～3.5℃/分鐘，恒溫1～4小時(shí)；從200～300℃至400～600℃升溫速率為3.5～5.5℃/分鐘，恒溫3～6小時(shí)；400～600℃至700～800℃升溫速率為0.2～4℃/分鐘，恒溫2～5小時(shí)，即可得到介孔碳微球載復(fù)合材料催化劑。

2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：碳量子點(diǎn)的尺寸不大于10nm，活性組分的尺寸不大于15nm。

3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：鈀的負(fù)載量為2.0～8.5％。

4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：鉑的負(fù)載量為1.5～8.5％。

5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：銠的負(fù)載量為1.0～4.0％。

6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟3)中，所述的碳量子點(diǎn)固體粉末通過(guò)如下方法制備：取丙氨酸、去離子水和乙二胺于水熱反應(yīng)釜中，于100～250℃保持3～24小時(shí)，降溫至室溫后取出，經(jīng)截留分子量為500～14000的透析膜截留所需尺寸的碳量子點(diǎn)溶液，透析時(shí)間12-24小時(shí)；然后經(jīng)冷凍干燥或低溫真空干燥去除溶劑，即可得到不同粒徑尺寸的碳量子點(diǎn)固體粉末。

7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟3)中，所述的水熱合成法是在50～250℃下保持3～12小時(shí)，經(jīng)離心洗滌后得到固體；

所述的等體積浸漬法中，浸漬溫度15～40℃，時(shí)間為5～24小時(shí)；

所述的真空干燥條件為：將水熱合成法得到的固體或者等體積浸漬法得到的浸漬樣在相對(duì)真空度-0.099～-0.05MPa下，溫度為40～150℃干燥6～24小時(shí)。