[發(fā)明專利]一種以Ce-MOF為前驅(qū)體的二氧化鈰/氮化鈦納米管及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810601404.4
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN109012722B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周秋曼;潘湛昌;黃釗杰;陳嘯翔;馮廣文;肖楚民;魏志鋼;胡光輝
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B01J35/10;C09K5/00;H05K9/00
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 楊曉松

本發(fā)明屬于催化劑材料技術(shù)領(lǐng)域，公開一種以Ce?MOF為前驅(qū)體的二氧化鈰/氮化鈦納米管(CeO₂/TiN NTs)及其制備方法。所述二氧化鈰/氮化鈦納米管是將Ce?MOF前驅(qū)框架和鈦源溶于溶劑中，并加入到高壓反應(yīng)釜中，在110～200℃下進行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻、過濾、洗滌、干燥，再經(jīng)過煅燒后，進行后氮化處理制得。該氮化鈦納米管具有規(guī)整的形貌和較大的比表面積，良好的電化學(xué)性能。本方法設(shè)備要求簡單，操作簡便，原料價格低廉，有望大規(guī)模生產(chǎn)。在光催化材料、介電及微波吸收材料、高溫微波吸收材料及電極催化劑載體材料和導(dǎo)熱材料領(lǐng)域中可得到廣泛的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種以Ce-MOF為前驅(qū)體的二氧化鈰/氮化鈦納米管(CeO₂/TiN NTs)及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

氮化鈦(TiN)是一種立方晶系結(jié)晶，其具有高硬度、高熔點及高溫化學(xué)穩(wěn)定性等特點，是良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱體。相對于零維的氮化鈦顆粒，中空和多孔的一維的氮化鈦納米管(TiN NTs)具有更大的比表面積，提高了反應(yīng)過程中的傳質(zhì)速率。由于納米管之間的相互作用，導(dǎo)電性能得到較大提高，有利于電子的傳導(dǎo)。以氮化鈦納米管為載體的研究也有相關(guān)的報道。趙鳳鳴等人(趙峰鳴,聞剛,孔麗瑤,等.氮化鈦納米管作為釩電池負(fù)極對V(Ⅱ)/V(Ⅲ)的電化學(xué)性能[J].無機化學(xué)學(xué)報,2017,33(3):501-508.)研究后發(fā)現(xiàn)氮化鈦大的比表面積和快速的電子通道對V(Ⅱ)/V(Ⅲ)展現(xiàn)了優(yōu)異的電催化活性和可逆性。段昊男等人(段昊男,陳韜,劉金科,等.氮化鈦-碳納米管復(fù)合載體負(fù)載鉑催化劑的催化活性與穩(wěn)定性研究[J].化工新型材料,2017(9):175-177.)研究后發(fā)現(xiàn)氮化鈦可增強貴金屬Pt與載體之間的相互作用，且以TiN-CNTs為載體的催化劑表現(xiàn)更高的穩(wěn)定性和催化活性。

金屬有機框架(MOFs)以其豐富多樣的結(jié)構(gòu)、高比表面積、高孔隙率等優(yōu)點，在氣體吸附、催化等領(lǐng)域被廣為推廣應(yīng)用。CeO₂因其突出的儲氧能力和氧化還原能力，在環(huán)境催化領(lǐng)域迅速發(fā)展起來。以MOF為前驅(qū)體制備的多孔催化劑載體在性能上有很大提高。專利CN107824177 A介紹一種以Ce-MOF為鈰前驅(qū)體的CeO₂/TiO₂低溫SCR催化劑的制備方法，制備出了對氨選擇性催化還原具有高催化活性的催化劑。專利CN 106955742 A介紹了一種Ce-MOF光催化材料的制備方法及應(yīng)用，其成功制備了一種Ce-MOF光催化材料，具有較好的光學(xué)特性和良好的熱穩(wěn)定性，反應(yīng)條件溫和且不造成二次污染。

目前，以Ce-MOF為前驅(qū)體制備出來的催化劑基本上都是負(fù)載在TiO₂或者碳黑上，負(fù)載在TiN納米管狀結(jié)構(gòu)還未見相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺點，提供一種以Ce-MOF為前驅(qū)體的二氧化鈰/氮化鈦納米管。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述以Ce-MOF為前驅(qū)體的二氧化鈰/氮化鈦納米管的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述以Ce-MOF為前驅(qū)體的二氧化鈰/氮化鈦納米管的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種以Ce-MOF為前驅(qū)體的二氧化鈰/氮化鈦納米管，所述二氧化鈰/氮化鈦納米管(CeO₂/TiN NTs)是將Ce-MOF前驅(qū)框架和鈦源溶于溶劑中，并加入到高壓反應(yīng)釜中，在110～200℃下進行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻、過濾、洗滌、干燥，再經(jīng)過煅燒后，進行后氮化處理制得。

優(yōu)選地，所述的Ce-MOF前驅(qū)框架是將鈰源和有機羧酸配體溶解在有機溶劑中，過濾后經(jīng)真空干燥制得。