[發明專利]一種Ti3

在審

• 申請號: 202010211833.8
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111517278A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 王梁炳;李琪;侯婷婷;徐佶梁
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C01B3/22
• 分類號: C01B3/22;B01J27/22;B01J37/08;B01J37/14
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 趙進;顏勇

本發明公開了一種Ti₃C₂T_x MXenes非貴金屬非勻相催化劑在甲酸脫氫中的應用，所述Ti₃C₂T_x MXenes置于氧化性氣氛中，于200～300℃下煅燒后用于催化甲酸脫氫。本發明通過調節Ti₃C₂T_x MXenes表面的氧覆蓋，可以增加其對甲酸脫氫反應的催化活性，將其用于催化甲酸脫氫反應，催化劑活性高，性質穩定，能多次循環使用。

技術領域

本發明屬于甲酸脫氫技術領域，具體涉及一種高活性的Ti₃C₂T_x MXenes非貴金屬非勻相催化劑在甲酸脫氫中的應用。

背景技術

甲酸是一種備受關注的液態氫載體，具有可再生、安全、無毒的特點，在燃料電池和化學工程中具有巨大的應用潛力。在甲酸的脫氫反應中，貴金屬催化劑由于具有顯著的活性和選擇性而得到了廣泛的應用，但其昂貴的成本迫使人們不得不開發新的非貴金屬催化劑用于甲酸分解。

近年來，用于甲酸脫氫的非貴金屬催化劑的發展突飛猛進，特別是勻相催化劑。例如一種具有額外四配位基的Fe催化劑在80℃下催化甲酸分解，其轉換頻率(TOF)達到9425h^-1[1]。對于可回收的非勻相催化劑，其脫氫活性遠遠低于勻相催化劑。因此，開發用于甲酸脫氫的高效的非貴金屬非勻相催化劑是一個亟待解決的問題，也是一個巨大的挑戰。

[1]Boddien,A.et al.Efficient dehydrogenation of formic acid using aniron catalyst.Science 333,1733-1736(2011).

發明內容

本發明的目的在于提供了一種高活性的Ti₃C₂T_x MXenes非貴金屬非勻相催化劑在甲酸脫氫中的應用，通過調節Ti₃C₂T_x MXenes表面的氧覆蓋，可以增加其對甲酸脫氫反應的催化活性，將其用于催化甲酸脫氫反應，催化劑活性高，性質穩定，能多次循環使用。

為了實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種Ti₃C₂T_x MXenes非貴金屬非勻相催化劑在甲酸脫氫中的應用，所述Ti₃C₂T_xMXenes置于氧化性氣氛中，于200～300℃下煅燒后用于催化甲酸脫氫。

優選的，所述氧化性氣氛為空氣氣氛或氧氣氣氛。

優選的，所述煅燒溫度為250℃。

優選的，所述Ti₃C₂T_x Mxenes是由Ti₃AlC₂過渡族金屬陶瓷材料使用氫氟酸刻蝕去除其中的Al原子層所得。

優選的，煅燒后的Ti₃C₂T_x Mxenes用于催化甲酸脫氫反應時，其添加量為10～20mg催化劑/mmol甲酸。

優選的，所述甲酸脫氫的反應溫度為60～90℃。