[發明專利]一種高效Ru/Co限域氨合成催化劑及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 202010072357.6
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111450843B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 王秀云;談珍妮;江莉龍
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J27/24;B01J37/10;B01J37/06;B01J35/10;B01J37/18;C01C1/04
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 聶稻波;謝怡婷

1.一種Ru/Co限域氨合成催化劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）將去離子水、乙醇、氨水和四乙氧基硅烷混合，再加入聚醚添加劑、氮源和碳源，然后將混合物溶液進行水熱反應；

（2）將步驟（1）的產物在高溫下碳化，得到N摻雜的碳包覆的SiO₂球；

（3）用刻蝕劑對步驟（2）的碳化產物進行蝕刻，制備得到N摻雜的碳空心球載體；

（4）將Ru晶種負載到N摻雜的碳空心球載體上；對Ru晶種負載后的N摻雜的碳空心球載體進行干燥和還原處理；其中，所述干燥處理是在氬氣氣氛下進行的，所述干燥的溫度為90-150 ℃，所述干燥的時間為20-60 min，其中，所述還原處理是在10%H₂/Ar氣氛下進行的，所述還原的溫度為200-300 ℃，所述還原的時間為2-4 h；

（5）將任選地Ru的前驅體和/或Co的前驅體、溶劑、苯甲酸和含有Ru晶種的N摻雜的碳空心球載體混合，進行水熱反應，隨后進行高溫焙燒，制備得到所述催化劑；

其中，步驟（4）中，所述Ru晶種選自亞硝酰硝酸釕；所述N摻雜的碳空心球載體和所述Ru晶種的質量體積比為100mg:20-100μL；

步驟（5）中，所述溶劑選自N,N-二甲基甲酰胺；所述苯甲酸作為導向劑；所述苯甲酸和含有Ru晶種的N摻雜的碳空心球載體的質量比為3-4:1；所述N,N-二甲基甲酰胺和含有Ru晶種的N摻雜的碳空心球載體的體積質量比為400-600 mL:1g；所述Ru的前驅體和含有Ru晶種的N摻雜的碳空心球載體的質量比為0-3.6:100，所述Co的前驅體和含有Ru晶種的N摻雜的碳空心球載體的質量比為0-3.0:100；

所述水熱反應的溫度為150-170℃；所述水熱反應的時間為10-20 h。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其中，步驟（1）中，所述去離子水、乙醇、氨水和四乙氧基硅烷的體積比為20-30:60-80:2-3:2-3。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其中，步驟（1）中，所述去離子水、乙醇、氨水和四乙氧基硅烷的體積為20 mL去離子水、60 mL乙醇、2.5 mL氨水和2.8 mL四乙氧基硅烷。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其中，步驟（1）中，所述聚醚添加劑選自聚醚F127。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其中，步驟（1）中，所述碳源為間苯二酚和甲醛；所述氮源選自三聚氰胺。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其中，步驟（1）中，所述聚醚添加劑、間苯二酚和甲醛的投料比例為2-4g:3-5g:0.8-1.2mL。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其中，步驟（1）中，所述聚醚添加劑、間苯二酚和甲醛的投料比例為3g:4g:0.98mL。

8.根據權利要求5所述的制備方法，其中，步驟（1）中，所述四乙氧基硅烷和間苯二酚的體積質量比為2-3mL:0.3-0.5g。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其中，步驟（1）中，所述四乙氧基硅烷和間苯二酚的體積質量比為2.8mL:0.4g。

10.根據權利要求5所述的制備方法，其中，步驟（1）中，所述三聚氰胺和甲醛的質量體積比為0.3-0.4 g:0.8-1.2 mL。

11.根據權利要求10所述的制備方法，其中，步驟（1）中，所述三聚氰胺和甲醛的質量體積比為0.315 g:0.98 mL。

12.根據權利要求1所述的制備方法，其中，步驟（1）中，所述水熱反應的溫度為100-120℃；所述水熱反應的時間為24-48 h。