[發(fā)明專利]一種原位生成尖晶石基納米催化劑及其合成方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910297569.1 | 申請日： | 2019-04-15 |
| 公開（公告）號： | CN110013842B | 公開（公告）日： | 2020-07-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張先華;郝馨寧;劉暢;萬紹隆;林敬東;王勇 | 申請（專利權(quán)）人： | 廈門大學 |
| 主分類號： | B01J23/00 | 分類號： | B01J23/00;B01J23/60;B01J23/75;B01J23/78;B01J23/80;B01J23/83;B01J23/86;B01J35/02 |
| 代理公司： | 廈門市精誠新創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35218 | 代理人： | 秦華 |
| 地址： | 361000 *** | 國省代碼： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 原位 生成 尖晶石 納米 催化劑 及其 合成 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種原位生成尖晶石基納米催化劑及其合成方法。所述尖晶石基納米催化劑分子式為M@AB2O4，所述A為Mg,Zn，Ni，Co，Ca或Cu；B為Al，Mn，Cr，Bi，Co，F(xiàn)e或Ga，M為Fe，Co，Ni，Ru，Pt，Pd，Rh，Ir，Mo或稀土元素Ln中的至少一種。先將A和B兩種可溶性鹽溶解在溶劑中，充分攪拌，再加入活性組分M的可溶性鹽類，繼續(xù)攪拌至溶解完全，使混合物生成納米凝膠前體；再進行前體分解和原位分散即可。本發(fā)明方法步驟簡單、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量高、適合大批量生產(chǎn)。同時制備得到的是納米尺寸的尖晶石催化劑，比表面大、活性高、穩(wěn)定性好，克服了商業(yè)尖晶石產(chǎn)品的缺陷。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及材料合成領(lǐng)域，尤其涉及一種原位生成尖晶石基納米催化劑及其合成方法。
背景技術(shù)
近年來尖晶石類AB2O4材料,其中A為Mg,Zn,Ni,Co,Ca,Cu等,B為Al,Mn,Cr,Bi,Fe,Co,Ga等，在學術(shù)界和工業(yè)界都引起了廣泛關(guān)注。由于其優(yōu)良的理化性質(zhì)，包括高熔點、高硬度、高機械強度等，而且穩(wěn)定性高抗酸堿腐蝕，甚至在水熱條件下也具有非常好的穩(wěn)定性，因此其應用前景廣闊。在催化領(lǐng)域，尖晶石類材料有望成為性能優(yōu)良的催化劑或者載體材料。目前廣泛使用的催化劑材料，例如γ-氧化鋁，由于水熱穩(wěn)定性差限制了其應用范圍。與之相比，尖晶石類材料具有更加優(yōu)良的性能，能夠滿足不同工業(yè)條件的需求。然而，國內(nèi)目前商業(yè)尖晶石材料主要應用于耐火材料，例如阻燃劑等。因為商業(yè)尖晶石產(chǎn)品通常比表面積很小，不適合催化劑制備。
按照傳統(tǒng)的浸漬法制備尖晶石催化劑，第一步先生成尖晶石載體，第二步浸漬活性組分到載體上，然后加熱活化再還原得到催化劑產(chǎn)品。傳統(tǒng)共沉淀法一步生成尖晶石基催化劑目前還沒有報道，所報道共沉淀法的往往用于生成簡單氧化物基(氧化鋁、氧化鋯等)催化劑產(chǎn)品。通過加熱分解直接生成的一種簡單氧化物載體或兩種以上簡單氧化物混合載體。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種活性高、穩(wěn)定性好的尖晶石基納米催化劑分子式為M@AB2O4，還提供步驟簡單、產(chǎn)品質(zhì)量高、適合大批量生產(chǎn)的制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種尖晶石基納米催化劑分子式為M@AB2O4，其特征在于，A、B、M均為金屬；優(yōu)選的，所述A為Mg,Zn，Ni，Co，Ca或Cu；所述B為Al，Mn，Cr，Bi，Co，F(xiàn)e或Ga，所述M為Fe，Co，Ni，Ru，Pt，Pd，Rh，Ir，Mo或稀土元素Ln中的至少一種。
本發(fā)明還提供一種原位生成尖晶石基納米催化劑的合成方法,其特征在于，所述尖晶石基納米催化劑分子式為M@AB2O4，其中A、B、M均為金屬；包括以下步驟：
多組分納米凝膠前體的制備：將A和B兩種可溶性鹽溶解在溶劑中，充分攪拌，再加入活性組分M的可溶性鹽類，繼續(xù)攪拌至溶解完全，使混合物生成納米凝膠前體；
前體分解和原位分散：加熱上述所得的納米凝膠前體，再將其于氫氣氣氛下還原得到尖晶石基納米催化劑。所述加熱分解前體過程中部分組分生成尖晶石，其余組分隨著尖晶石的生成在其晶面上原位分散為活性組分。和浸漬法的分步分散不同，這種同步分散使得活性組分和尖晶石之間充分接觸具有更強的相互作用。分解過程也不同于共沉淀法，共沉淀法生成的是簡單氧化物或者其混合物，本發(fā)明生成的是復合尖晶石類氧化物。
進一步，所述A為Mg,Zn，Ni，Co，Ca或Cu；所述B為Al，Mn，Cr，Bi，Co，F(xiàn)e或Ga，所述M為Fe，Co，Ni，Ru，Pt，Pd，Rh，Ir，Mo或稀土元素Ln中的至少一種。
進一步，所述多組分納米凝膠前體的制備步驟中，所述溶劑為乙醇，丙醇，乙二醇，丙三醇和水中的至少一種。
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