[發(fā)明專利]一種碳負(fù)載金屬催化劑及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010331380.2 | 申請日： | 2020-04-24 |
| 公開（公告）號： | CN111569880A | 公開（公告）日： | 2020-08-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 紀(jì)永生;楊慶亨;胡學(xué)平 | 申請（專利權(quán)）人： | 江蘇中興派能電池有限公司 |
| 主分類號： | B01J23/75 | 分類號： | B01J23/75;B01J23/72;B01J23/06;B01J23/745;B01J23/755;B01J23/34;B01J35/06;B01J37/08 |
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| 地址： | 211400 江蘇省*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 負(fù)載 金屬催化劑 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明提出了一種碳負(fù)載金屬催化劑的制備方法，包括如下步驟：S1、取納米纖維在去離子水中分散，制成納米纖維懸浮液，納米纖維與去離子水的質(zhì)量比為1:100～1:500；S2、取硅烷偶聯(lián)劑加入到S1中納米纖維懸浮液中后將納米纖維懸浮液在磁力攪拌機上進行攪拌10～60min，納米纖維懸浮液與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為1000:1～10000:1；S3、向S2中所得納米纖維懸浮液加入金屬鹽后在磁力攪拌器上攪拌2～5h；S4、將S3中處理后的納米纖維懸浮液放在烘箱中干燥，得到納米纖維；S5、將S4處理后的納米纖維在700～1200℃氮氣保護下煅燒，即得所述碳負(fù)載金屬催化劑。本發(fā)明通過將納米纖維在去離子水中分散，向其中加入硅烷偶聯(lián)劑以及金屬鹽，使得金屬離子通過硅烷偶聯(lián)劑負(fù)載在納米纖維上，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及金屬催化劑領(lǐng)域，尤其涉及一種碳負(fù)載金屬催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)
現(xiàn)在的納米貴金屬催化劑越來越成為高效催化劑的典型代表和各實驗室、研究所研究的熱點。通過設(shè)計合成納米結(jié)構(gòu)的催化劑材料，因此具有極大的比表面積、表面活性位點多等特點，也有望在降低成本的同時保持催化劑較高的催化活性。在我們現(xiàn)有的催化反應(yīng)中，存在著各種復(fù)雜多樣的反應(yīng)條件，催化劑反應(yīng)前的顆粒會發(fā)生一定程度的團聚甚至由于團聚導(dǎo)致失活，有時也經(jīng)常伴有不同程度的流失，有時雖然能制備出比較穩(wěn)定的催化劑，但是自身的活性不高，這樣就不得不通過增加反應(yīng)條件來達(dá)到較高的反應(yīng)速率，因此制備反應(yīng)過程中穩(wěn)定的且高活性的納米催化劑尤其重要。國內(nèi)關(guān)于碳負(fù)載金屬催化劑的文獻(xiàn)為數(shù)不多。如中國專利公開號為104069882A，公開日為2014年10月01日，發(fā)明名稱為“一種制備碳氮材料負(fù)載的納米金屬催化劑的方法”該申請案中的催化劑是將金屬化合物與含氮配體在有機溶劑中攪拌進行配位反應(yīng)，加入載體加熱攪拌，然后除去有機溶劑，真空干燥，最后在惰性氣體下，該方法制得的催化劑本體體積較大，比表面積小，催化效率相對較低，而且有機層無法徹底去除，易留有殘留影響催化效率。中國專利公開號為104810526A，公開日為2015年07月29日，發(fā)明名稱為“一種石墨烯基多孔炭負(fù)載催化劑的制備方法及應(yīng)用”該申請案中的催化劑是以石墨烯基多孔碳為載體，通過離心、洗滌、干燥，得到石墨烯基多孔碳負(fù)載金屬催化劑。石墨烯基多孔碳的比表面積在1000％-2000％m2/g，比表面積較大，該催化劑可用作燃料電池的電極材料，該復(fù)合材料不但可以提高金屬催化劑的催化活性，還可以改善金屬催化劑的穩(wěn)定性，但是應(yīng)用范圍僅限于燃料電池，在其他類型電池應(yīng)用催化效果不明顯，所以受到很大限制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提出了一種碳負(fù)載金屬催化劑及其制備方法，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種碳負(fù)載金屬催化劑，其特征在于，包括納米纖維載體、硅烷偶聯(lián)劑以及金屬鹽，所述金屬離子通過硅烷偶聯(lián)劑負(fù)載于納米纖維上；所述碳負(fù)載金屬催化劑制備方法包括如下步驟：
S1、取納米纖維在去離子水中分散，制成納米纖維懸浮溶液，納米纖維與與去離子水的質(zhì)量比為1:100～1:500；
S2、取硅烷偶聯(lián)劑加入到S1中配置的納米纖維懸浮溶液中后將納米纖維懸浮溶液在磁力攪拌機上進行攪拌，攪拌時間為10～60min，納米纖維懸浮溶液與硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為1000:1～10000:1；
S3、向S2中所得納米纖維懸浮溶液加入金屬鹽后在磁力攪拌器上攪拌，攪拌時間為2～5h；
S4、將S3中處理后的納米纖維懸浮溶液放在烘箱中干燥，得到納米纖維；
S5、將S4處理后的納米纖維在700～1200℃氮氣保護下煅燒，即得所述碳負(fù)載金屬催化劑。
進一步地，所述納米纖維為蠶絲納米纖維為蠶絲納米纖維、細(xì)菌納米纖維、纖維納米纖維中任意一種。
進一步地，所述納米纖維直徑為20～150nm，長度為100nm～100μm。
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