[發明專利]一種FePO4 在審
| 申請號： | 202110456844.7 | 申請日： | 2021-04-27 |
| 公開（公告）號： | CN113198498A | 公開（公告）日： | 2021-08-03 |
| 發明（設計）人： | 沈曉冬;朱昆萌;阮龍;崔升 | 申請（專利權）人： | 南京工業大學;宿遷市南京工業大學新材料研究院 |
| 主分類號： | B01J27/19 | 分類號： | B01J27/19;B01J35/10;C07C45/33;C07C47/048 |
| 代理公司： | 南京天華專利代理有限責任公司 32218 | 代理人： | 徐冬濤 |
| 地址： | 210009 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 fepo base sub | ||
本發明涉及一種FePO4?MoOx?石墨烯氣凝膠催化劑材料的制備方法，基于石墨烯氣凝膠高孔隙率、大比表面積、高電子遷移率、具有催化活性位點以及介孔材料FePO4納米聚集體與晶體MoOx在催化領域具有較高的活性等優勢，通過溶膠?凝膠工藝及水熱還原法，制備出具有優異催化性能的FePO4?MoOx?石墨烯氣凝膠催化劑材料。其中，FePO4和MoOx為復合材料提供了催化活性和選擇性，且負載于石墨烯氣凝膠上促進了甲烷的轉化。所制備的FePO4?MoOx?石墨烯氣凝膠催化劑材料比表面積為122.4～368.3g/cm3，在200～650℃溫度范圍，70ml/min的CH4/O2/He＝32/4.3/63.7的混合流量下，甲烷轉化率達3.26～4.85％，甲醛選擇性達10.2～17.1％。
技術領域
本發明屬于納米多孔材料的制備工藝領域，涉及一種具有低密度、高比表面積、并具有催化活性的FePO4-MoOx-石墨烯氣凝膠催化劑材料的制備方法。
背景技術
天然氣在能源結構中扮演著重要的角色，從長遠和可持續發展的角度看，天然氣有望取代石油和煤成為主要的化工和能源原料。甲烷作為天然氣的主要成分，其轉化和應用是天然氣化工領域的重要研究方向，而由于甲烷不易運輸，其轉化一直是研究的熱點和重點。選擇一種合適的催化劑材料是甲烷催化的關鍵所在。
大量研究證明，在催化劑表面存在過量的晶體MoOx可以改善甲醇選擇性氧化反應的催化性能，引入介孔材料FePO4納米聚集體對CH4選擇性氧化性能有很大的作用。但粉體材料存在聚集問題，使得催化劑材料利用率低。石墨烯擁有較高的機械強度和極大的理論比表面積，表面的大量官能團和活性位點及良好的疏水性，三維石墨烯氣凝膠繼承了石墨烯和氣凝膠的優異性能，表面又具有眾多催化活性位點，因此在催化領域受到了廣泛注意。
發明內容
本發明的目的是為了改進現有技術的不足而提供了一種FePO4-MoOx-石墨烯氣凝膠催化劑材料的制備方法。
本發明的技術方案：基于石墨烯氣凝膠高孔隙率、大比表面積、高電子遷移率、具有催化活性位點以及介孔材料FePO4納米聚集體與晶體MoOx在催化領域具有較高的活性等優勢，通過溶膠-凝膠工藝及水熱還原法，制備出具有優異催化性能的FePO4-MoOx-石墨烯氣凝膠催化劑材料。將FePO4與MoOx和石墨烯氣凝膠復合，不僅具有可提高催化活性的活性組分，高比表面積還可使催化劑材料高效的發揮其作用。活性組分的負載改善了石墨烯片層間的團聚，而石墨烯氣凝膠作為載體，為活性組分提供了更多的催化活性位點，并提高了活性氧化物納米粒子的分散性，使活性組分更加充分接觸反應物。
本發明的具體技術方案為：一種FePO4-MoOx-石墨烯氣凝膠催化劑材料的制備方法，制得的FePO4-MoOx-石墨烯氣凝膠催化劑材料比表面積為122.4～368.3g/cm3，在200～650℃溫度范圍，70ml/min的CH4/O2/He＝32/4.3/63.7(體積比)的混合流量下，甲烷轉化率達3.26～4.85％，甲醛選擇性達10.2～17.1％。其具體步驟如下：
(1)將鐵鹽和磷酸二氫銨在攪拌的過程中分散于去離子水中，攪拌均勻后得到混合溶液，將混合溶液加熱攪拌直至得到粉末，將其放入烘箱中干燥，得到FePO4；
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