[發明專利]體相金屬間化合物負載催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 202110477462.2
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113368857B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 張亞雷;王雷;席北斗;周雪飛;陳家斌;王小書;王楊楊
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: B01J23/75
• 分類號: B01J23/75;B01J23/755;B01J37/02;B01J37/08;B01J37/18;C02F1/72;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 張玉玲;潘煒

本發明公開了體相金屬間化合物負載催化劑的制備方法，具體在培養綠蘿的營養液中加入鈷化合物，綠蘿將鈷元素吸收，進而將綠蘿燒結，制得多孔生物炭，可溶性氯化銅中的銅離子與硝酸鎳中的鎳離子通過浸漬的方式吸附于生物炭的孔道中，被熱解形成銅鎳金屬間化合物，部分金屬銅與生物炭中負載的金屬鈷形成鈷銅金屬間化合物，制得催化劑。采用本發明方法制得的催化劑中兩種金屬間化合物之間相互作用，增加了電子的遷移能力，使制備的催化劑具備高效的催化性能，兩種金屬間化合物被包覆或負載于生物炭中，提高了催化劑的耐用性，并提高了對水體中有機污染物的去除率，為應用于環境污染控制和能源轉化領域的高效、穩定、多功能金屬間化合物催化劑提供了新思路。

技術領域

本發明屬于環境制備技術領域，具體涉及體相金屬間化合物負載催化劑的制備方法。

背景技術

當代工業與農業的飛速發展，使環境中殘留了大量的有機污染物，相關研究報道顯示，國外部分水體中發現的有機污染物種類近2000種，國內的大部分河流中也被檢測出超過200種的有機污染物。因此，研究如何去除環境中有機污染物污染具有重要的意義。環境中的有機污染物主要包括：鹵代烴、多氯聯苯、多環芳烴、偶氮染料、殺蟲劑等。其中持久性有機污染物具有的毒性更高，對環境的危害更大，因為它們能夠長時間的存在環境中，難以被降解。

催化技術作為一種處理水污染問題的有效方法，包括光催化、電催化等，在能源和環境領域有著重要的應用前景，受到了世界上眾多研究者的重視。特別是金屬間化合物的發現，由于其具有不同于原金屬的晶體結構與電子性質，由兩種及兩種以上的金屬元素組成，這種結構與組成的特殊性使金屬間化合物在催化炔烴選擇性加氫，烷烴脫氫，電催化、光催化等領域具有非常好的催化性能，受到了研究者的廣泛關注。

但是，由于組成金屬間化合物的有些組分(如鎵)比較難于還原，很難制備小粒徑，高分散的金屬間化合物催化劑。這嚴重制約了金屬間化合物催化效能的發揮。

鑒于上述原因，基于體相金屬間化合物，亟需研究出高負載、高分散、性能穩定的催化劑。

發明內容

為了克服上述問題，本發明人對金屬間化合物和催化劑進行了銳意研究，研究出體相金屬間化合物負載催化劑的制備方法，具體在培養綠蘿的營養液中加入鈷化合物，綠蘿將鈷元素吸收，進而將綠蘿燒結，制得多孔生物炭，可溶性氯化銅中的銅離子與硝酸鎳中的鎳離子通過浸漬的方式吸附于生物炭的孔道中，被熱解形成銅鎳金屬間化合物，部分金屬銅與生物炭中負載的金屬鈷形成鈷銅金屬間化合物，制得催化劑。采用本發明方法制得的催化劑中兩種金屬間化合物之間相互作用，增加了電子的遷移能力，使制備的催化劑具備高效的催化性能，其中兩種金屬化合物被包覆或負載于生物炭中，提高了催化劑的耐用性，并提高了對水體中有機污染物的去除率，為應用于環境污染控制和能源轉化領域的高效、穩定、多功能金屬間化合物催化劑提供了新思路，從而完成了本發明。

具體來說，本發明的目的在于提供體相金屬間化合物負載催化劑的制備方法，所述方法包括：將可溶性金屬鹽浸漬于多孔生物炭的孔道中，經熱解制得。

本發明所具有的有益效果包括：

(1)本發明提供的體相金屬間化合物負載催化劑的制備方法，銅鎳金屬間化合物和鈷銅金屬間化合物被包覆或負載于生物炭中，有效提高了催化劑的催化性能和熱穩定性。

(2)本發明提供的體相金屬間化合物負載催化劑的制備方法，制得的催化劑中銅鎳金屬間化合物和鈷銅金屬間化合物之間相互作用，增加了電子的遷移能力，提高了對水體中有機污染物的去除率。

(3)本發明提供的體相金屬間化合物負載催化劑的制備方法，分階段熱解負載有金屬離子的生物炭，制得的催化劑的孔徑大，耐用性好。

(4)本發明提供的體相金屬間化合物負載催化劑的制備方法，實現了小粒徑、高分散的金屬間化合物催化劑的制備，為為應用于環境污染控制和能源轉化領域的高效、穩定、多功能碳基催化劑提供了新思路。

附圖說明