[發明專利]一種炭載雙金屬單原子催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202011321179.2
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN114522682A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 丁云杰;李星局;宋憲根;馮四全;袁喬;寧麗麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J23/46
• 分類號: B01J23/46;B01J23/50;B01J23/52;B01J23/62;B01J23/652;B01J23/656;B01J23/89;C07C67/36;C07C69/14
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種炭載雙金屬單原子催化劑，該催化劑包括炭載體和活性金屬N和M，N和M分別為銥、銠、鉑、釕、金、銀、錸、鈷、鎳、鉻、錫中的兩種金屬，且N和M不相同，金屬N和M分別以含羰基和鹵素配體的單核絡合物形式原子級單分散在炭載體的表面。

2.根據權利要求1所述的催化劑，其特征在于，金屬N和M在催化劑中的質量含量百分占比為0.05～5％，優選占比為0.1～3％，進一步優選占比為0.1～1％。

3.根據權利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述的炭載體為椰殼炭、介孔炭、石墨烯、或者碳納米管中的一種。

4.一種權利要求1～2所述的催化劑的制備方法，其特征在于：

1)首先制備炭載體負載的雙金屬N和M納米顆粒，具體過程為：將含有雙金屬N和M的前驅液等體積浸漬炭載體、惰性氣體焙燒(300℃-500℃)、氫氣還原(300℃-500℃)，將含有金屬N和M的納米合金顆粒負載于炭載體上；

2)再利用一氧化碳和鹵素、氫鹵酸或鹵代烴中的一種或二種以上同時與金屬N和M的合金納米顆粒進行反應，對其進行原位原子級單分散處理，從而制得炭載體負載的雙金屬單原子催化劑。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所用到的鹵素、氫鹵酸或鹵代烷烴中的一種或二種以上，包括氯氣、溴氣、碘單質，氯化氫、溴化氫、碘化氫，氯甲烷、溴甲烷、溴乙烷、溴丙烷、碘甲烷、碘乙烷、碘丙烷、碘苯中的一種或二種以上；優選溴、碘、溴化物或者碘化物中的一種或二種以上，進一步優選碘或碘化物中的一種或二種；

鹵素或鹵代烷烴或氫鹵酸中的一種或二種以上的引入方式既可以通過CO鼓泡形式引入反應體系中，也可以通過泵引入反應體系中。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：金屬N和M選取的金屬包括較難分散的金屬銥或金時，可以在負載后采用氧氣和混合氣交替處理的方式，依次通過引入氧氣進行處理反應，再用一氧化碳與含鹵混合氣(鹵素、氫鹵酸或鹵代烴中的一種或二種以上)進行單分散處理。

7.根據權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于：反應條件為，溫度100～350℃，壓力0.1～3.0MPa；CO和含鹵物質(鹵素、氫鹵酸或鹵代烴中的一種或二種以上)的摩爾比例在0.1～10，處理時間為10min～10h。