[發(fā)明專利]一種石墨炔基復合材料催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910940621.0
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110743617B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設計）人: 趙佳;李小年;豐楓;姚楠;王柏林;陸金躍;王賽賽;邵淑娟;方正
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;B01J31/22;B01J31/24;B01J37/34;C07C17/08;C07C21/06
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;朱思蘭

1.一種石墨炔基復合材料催化劑，其特征在于，按如下步驟制備得到：

(1)將含有非金屬雜元素的摻雜物質(zhì)溶于溶劑中，配制成浸漬液，將所得浸漬液噴灑到石墨炔載體的表面，然后在惰性氣體保護的條件下，于200～800℃焙燒2～10h，得到復合載體；

所述含有非金屬雜元素的摻雜物質(zhì)為含有N、B、P、S中的一種或者多種的非金屬化合物；

所述含有非金屬雜元素的摻雜物質(zhì)與石墨炔載體的質(zhì)量比為0.01～0.2：1；

(2)將離子液體溶于溶劑中，攪拌均勻，然后加入步驟(1)所得復合載體，浸漬2～10h，之后烘干，得到離子液體負載的固體產(chǎn)物；

所述離子液體與石墨炔載體的質(zhì)量比為1～20：100；

所述離子液體選自如下式(I)～式(V)中的一種或兩種以上任意比例的混合物；

式(I)中，

R₁為H、CH₃或C₂H₅；

R₂為C_nH_2n+1，n為整數(shù)且1≤n≤14；

R₃為C_kH_2k+1，k為整數(shù)且1≤k≤4；

X^-為氯離子、溴離子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、雙三氟甲磺酰亞胺根或四氟硼酸根；

式(II)中，

R₁、R₂、R₃、R₄各自獨立為C_nH_2n+1，n為整數(shù)且1≤n≤6；

X^-為氯離子、溴離子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、雙三氟甲磺酰亞胺根或四氟硼酸根；

式(III)中，

R₁、R₂、R₃、R₄各自獨立為C_nH_2n+1，n為整數(shù)且1≤n≤6；

X^-為氯離子、溴離子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、雙三氟甲磺酰亞胺根或四氟硼酸根；

式(IV)中，

R₁、R₂各自獨立為C_nH_2n+1，n為整數(shù)且1≤n≤6；

R₃為C_nH_2n+1、硫或氧原子，n為整數(shù)且1≤n≤6；

X^-為氯離子、溴離子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、雙三氟甲磺酰亞胺根或四氟硼酸根；

式(V)中，

R₁、R₂各自獨立為C_nH_2n+1，n為整數(shù)且1≤n≤6；

R₃為C_nH_2n+1、硫或氧原子，n為整數(shù)且1≤n≤6；

X^-為氯離子、溴離子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、雙三氟甲磺酰亞胺根或四氟硼酸根；

或者，所述離子液體選自下列之一：

三苯基甲基膦雙三氟甲磺酰亞胺鹽和三苯基乙基溴化膦質(zhì)量比4：1的混合物；

1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽和N-甲基吡咯烷酮鹽酸鹽質(zhì)量比3：7的混合物；

三苯基甲基膦雙三氟甲磺酰亞胺鹽和N-戊基-乙基哌啶氯鹽質(zhì)量比1：1的混合物；

1-丁基-2，3-二甲基咪唑四氟磷酸鹽和三苯基乙基溴化膦質(zhì)量比1：1的混合物；

(3)將金屬鹽溶于溶劑，攪拌均勻，然后加入步驟(2)所得離子液體負載的固體產(chǎn)物，在外加靜態(tài)電場中浸漬2～4h，之后烘干，備用；

所述金屬鹽所含金屬元素與石墨炔載體的質(zhì)量比為0.05～20：100；

所述金屬鹽可記作MX，其中M為金屬陽離子，選自金、釕、銠、銅中的一種或多種混合，X為非金屬陰離子，選自硝酸根、硫酸根、氯、溴、雙氰胺根、硫代硫酸根、亞硫酸根、磷酸根、焦磷酸根、聚酞菁根、酞菁根、二氯(1,10-菲咯啉)根中的一種或多種混合；

(4)將步驟(3)所得產(chǎn)物分散于溶劑和二甲基二氯硅烷的混合溶液中，然后置于旋轉(zhuǎn)混合儀上40～60℃旋轉(zhuǎn)處理10～14h，隨后在外加靜態(tài)電場中浸漬2～4h，并在特定氣氛下烘干，得到所述石墨炔基復合材料催化劑；

所述特定氣氛選自氮氣、氬氣、空氣、氧氣、氫氣、乙炔、氯化氫、甲烷、氯氣中的一種或幾種混合。