[發明專利]一種基于碳量子點誘導的金屬高分散負載型催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010155699.4
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111229215B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 辛忠;高文莉;殷強鋒
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B01J23/46
• 分類號: B01J23/46;B01J23/755;B01J23/80;B01J23/889;B01J27/24;B01J35/00;B01J35/10;B01J37/00;B01J37/10;C07C1/04;C07C29/154;C07C9/04;C07C11/02;C07C31/
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙曉琳

1.一種基于碳量子點誘導的金屬高分散負載型催化劑的制備方法，包括第一方法或第二方法，所述第一方法包括以下步驟：

（1）以有機氮源、有機碳源與水為原料，合成氮摻雜碳量子點溶液；

（2）將活性金屬的可溶性鹽、助金屬的可溶性鹽與極性溶劑混合，得到混合金屬鹽液；所述活性金屬為Ni、Ru、Rh、Pt、Fe、Co、Cu和Zn中的一種或幾種；

（3）將氧化物載體的前驅體與氮摻雜碳量子點溶液、混合金屬鹽液混合，進行水解反應，得到含有氧化物載體的水解反應液；

（4）將所述水解反應液依次進行過濾、濾渣干燥和焙燒，得到基于碳量子點誘導的金屬高分散負載型催化劑；

所述步驟（1）和（2）沒有時間順序的要求；

所述第二方法包括以下步驟：

（I）將有機氮源、有機碳源與水混合，得到氮源碳源混合液；

（II）將活性金屬的可溶性鹽、助金屬的可溶性鹽與極性溶劑混合，得到混合金屬鹽液；所述活性金屬為Ni、Ru、Rh、Pt、Fe、Co、Cu和Zn中的一種或幾種；

（III）將氧化物載體的前驅體與氮源碳源混合液、混合金屬鹽液混合，依次進行水解反應和水熱反應，得到含有氧化物載體的水熱反應液；

（IV）將所述水熱反應液依次進行過濾、濾渣干燥和焙燒，得到基于碳量子點誘導的金屬高分散負載型催化劑；

所述步驟（I）與步驟（II）之間沒有時間順序的限制；

所述第一方法或第二方法中的有機碳源為檸檬酸、葡萄糖、聚乙二醇和生物質原料中的一種或幾種；所述有機氮源為尿素、乙胺、乙二胺、三乙胺、苯胺類化合物、多乙烯多胺類化合物、醇胺類化合物和堿性氨基酸中的一種或幾種。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述活性金屬的可溶性鹽為活性金屬的氯鹽、硝酸鹽、醋酸鹽、硫酸鹽和磷酸鹽中的一種或幾種；

所述助金屬為Fe、Co、Mo、Mg、La、Ce、Mn、Na和K中的一種或幾種；所述助金屬的可溶性鹽為助金屬的氯鹽、硝酸鹽、醋酸鹽、硫酸鹽和磷酸鹽中的一種或幾種；

所述極性溶劑為水、甲醇、乙醇和丙酮中的一種或幾種；

所述氧化物載體的前驅體為正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、三甲基乙氧基硅烷、甲基三乙基硅烷、四氯化鈦、鈦酸四丁酯、鈦酸異丙酯、氯氧化鋯、硝酸鋯、硝酸鋁、異丙醇鋁、硝酸鐵、高鐵酸鈉、硝酸鋅和醋酸鋅中的一種或幾種。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述有機碳源和有機氮源的摩爾比為1:0.1~1；

所述活性金屬的可溶性鹽與助金屬的可溶性鹽的質量比為1:0.01~1；

所述有機碳源、活性金屬的可溶性鹽和氧化物載體的前驅體的質量比為1:（0.05~1）：（0.5~10）。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中氮摻雜碳量子點溶液的合成方法為：將有機氮源、有機碳源和水的混合物料進行水熱合成或微波消解；所述水熱合成的溫度為80~300℃，時間為4~72h；

所述微波消解的功率為400~900W，時間為2~30min。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）和步驟（III）中水解反應的溫度為10~80℃，時間為2~24h；所述步驟（III）中水熱反應的溫度為80~300℃，時間為4~72h。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（4）和步驟（IV）中濾渣干燥的溫度為50~200℃，時間為4~24h；所述步驟（4）和步驟（IV）中所述焙燒的溫度為300~600℃，時間為4~5h。