[發(fā)明專利]一種用于二氧化碳加氫反應(yīng)的表面功能化碳化鉬-碳催化劑的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710474099.2
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107138171B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊昆;周桂林;張海東;蒲靖;徐文萍
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶工商大學(xué)
• 主分類號: B01J27/22
• 分類號: B01J27/22;B01J37/32;B01J37/08
• 代理公司: 重慶強(qiáng)大凱創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50217
• 代理人: 王典彪;文怡然

本專利申請公開了一種用于二氧化碳加氫反應(yīng)的表面功能化碳化鉬?碳催化劑的制備方法，主要包括以下步驟：（1）以去離子水為溶劑，將海藻酸鈉與鉬酸銨溶液混合均勻后放入冷凍干燥箱中冷凍干燥；（2）在惰性氣氛下高溫焙燒，得到多孔石墨碳鑲嵌高分散性碳化鉬；（3）將制得的多孔石墨碳鑲嵌高分散性碳化鉬與尿素經(jīng)過機(jī)械研磨后放入馬弗爐中，退火處理后得到表面功能化碳化鉬?碳催化劑。該制備方法制得的催化劑比表面積大、孔結(jié)構(gòu)豐富，具有高分散性的特點(diǎn)，在二氧化碳加氫反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的催化活性和選擇性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于資源轉(zhuǎn)化利用、加氫催化劑應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種用于二氧化碳加氫反應(yīng)的表面功能化碳化鉬-碳催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

隨著化石燃料的大量使用，空氣中CO₂的濃度急劇增加，而CO₂作為溫室氣體的主要成分之一，會引起全球變暖、冰川融化和海體酸化等一系列問題，從而威脅到人類的生存。因此，為了減少空氣中CO₂的含量，CO₂的捕集、封存和利用逐漸進(jìn)入人們的視野。其中，CO₂催化加氫技術(shù)作為一種化學(xué)利用手段，不僅可直接得到清潔能源和化工原料CH₄，還可以轉(zhuǎn)化為合成氣，進(jìn)一步加氫合成醇類和烴類等，實(shí)現(xiàn)無機(jī)碳到有機(jī)碳的轉(zhuǎn)變，因此CO₂催化加氫技術(shù)引起研究者們的廣泛關(guān)注。

CO₂催化加氫的催化劑多為負(fù)載型的Ru、Rh、Pd、Ni、Co、Fe和Cu基催化劑。貴金屬基催化劑對CO₂催化加氫反應(yīng)具有優(yōu)異的活性和選擇性，但由于貴金屬資源稀缺且價(jià)格昂貴，因此非貴金屬基催化劑受到了研究者們的青睞。近年來，研究發(fā)現(xiàn)，過渡金屬碳化鉬是一類具有類似于貴金屬的電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)、良好的導(dǎo)電性和耐腐性性能，其良好的H解離能力和C＝O剪切能力也備受關(guān)注。然而，目前的報(bào)道結(jié)果顯示，碳化鉬催化劑自身的CO₂加氫能力有限，活性較低，因此，碳化鉬常被作為載體負(fù)載Co、Cu等催化劑，從而提高CO₂加氫反應(yīng)性能。目前對碳化鉬自身進(jìn)行改性處理來增強(qiáng)反應(yīng)性能的報(bào)道較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于二氧化碳加氫反應(yīng)的表面功能化碳化鉬-碳催化劑的制備方法，該制備方法制得的功能化碳化鉬-碳催化劑在較低溫度、常壓條件下就具有較好的反應(yīng)活性和CO選擇性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的基礎(chǔ)方案如下：

一種用于二氧化碳加氫反應(yīng)的表面功能化碳化鉬-碳催化劑的制備方法，主要包括以下步驟：

(1)以去離子水為溶劑配制海藻酸鈉溶液，在攪拌過程中，將鉬酸銨導(dǎo)入海藻酸鈉溶液中形成混合溶液，混合溶液中海藻酸鈉的質(zhì)量濃度為5～20g/L，鉬酸銨的質(zhì)量濃度為1～20g/L；海藻酸鈉和鉬酸銨混合均勻后放入冷凍干燥箱中進(jìn)行冷凍干燥，得到樣品；

(2)將步驟(1)冷凍干燥后的樣品放入管式爐，在惰性氣氛下700～950℃焙燒1～8小時(shí)，冷卻至室溫后，取出樣品進(jìn)行研磨，再用去離子水將樣品中的鈉鹽洗掉，經(jīng)真空干燥箱干燥得到多孔石墨碳鑲嵌高分散性碳化鉬；

(3)將步驟(2)制得的多孔石墨碳鑲嵌高分散性碳化鉬與尿素按照重量比為1：0.5～5的比例混合，經(jīng)過機(jī)械研磨后放入馬弗爐中，在150～500℃焙燒1～5小時(shí)，冷卻至室溫后，取出樣品洗滌離心，去除未反應(yīng)的尿素和雜質(zhì)，干燥得到表面功能化碳化鉬-碳催化劑。