[發明專利]一種金單原子催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 202111128458.1
• 申請日: 2021-09-26
• 公開（公告）號: CN113731456B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 林晗暉;陳云;賀梓霖;羅翔遠;吳然皓;肖嘉薇;高增光;林琪岱;丁樹權;唐建偉;陳新;高健;陳桪
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B01J27/22
• 分類號: B01J27/22;B01J35/10;B01J37/34
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 劉羽波;陳嘉琦

本發明涉及催化劑制備領域，尤其涉及一種金單原子催化劑的制備方法。金單原子催化劑的制備方法，包括以下步驟：S1：取MAX相，先使用氫氟酸刻蝕MAX相，再進行聲波處理，得到第一中間產物，所述第一中間產物為二維MXene；S2：取第一中間產物加入到AuCl3溶液中，攪拌均勻，得到第二中間產物；S3：將第二中間產物進行多次高壓放電加工，得到第三中間產物；S4：對第三中間產物進行酸洗，干燥，制得金單原子催化劑。本發明的金單原子催化劑的制備過程具有快速高效、穩定性高、工藝簡單、污染小和高負載量的優點，解決了現有金單原子催化劑生產方法生產效率低和負載量較小的問題。

技術領域

本發明涉及催化劑制備領域，尤其涉及一種金單原子催化劑的制備方法。

背景技術

金單原子催化劑作為一種原子尺度的催化劑，可用于多種反應，如水煤氣變換，甲醇蒸汽重整和乙醇脫氫反應，具有廣闊的應用前景。大量實驗結果和理論計算證實了金原子和載體之間的相互作用，及由兩者之間電荷轉移引起的電子結構改變是金單原子催化劑具有高的選擇性和催化活性的主要原因。

常見的金單原子催化劑制備方法有共沉淀法、化學還原法、電化學沉積法和浸漬法。共沉淀法是制備金單原子催化劑較經濟的方法，可以使金原子均勻分布在載體上，但利用該方法制備金單原子催化劑的影響因素較多；化學還原及電化學沉積法制備的金單原子催化劑產物催化活性好，可以長期存放，但該方法的制備過程復雜，且所制備的金單原子催化劑的結構不易調控；浸漬法是制備單原子催化劑工藝簡單且有效的方法，其對設備的要求低，但是其對環境影響較大。，而且采用上述三種方法制備的單原子催化劑普遍存在著制備時間長和負載量較小的缺點。

發明內容

針對背景技術提出的問題，本發明的目的在于提出一種金單原子催化劑的制備方法，金單原子催化劑的制備過程具有快速高效、穩定性高、工藝簡單、污染小和高負載量的優點，解決了現有金單原子催化劑生產方法生產效率低和負載量較小的問題。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種金單原子催化劑的制備方法，包括以下步驟：

S1：取MAX相，先使用氫氟酸刻蝕MAX相，再進行聲波處理，得到第一中間產物，所述第一中間產物為二維MXene；

S2：取第一中間產物加入到AuCl₃溶液中，攪拌均勻，得到第二中間產物；

S3：將第二中間產物進行多次高壓放電加工，得到第三中間產物；

S4：對第三中間產物進行酸洗，干燥，制得金單原子催化劑。

進一步的，所述步驟S1中，發生的化學反應方程式為M_n+1AX_n+3HF＝AF₃+M_n+1X_n+1.5H₂。

進一步的，所述步驟S2中，所述第一中間產物與所述AuCl₃溶液的質量比為(10～20)：1，所述AuCl₃溶液的濃度為(0.5～2)mol/L。

進一步的，在所述步驟S3中，在氮氣氛圍下進行高壓放電加工，進行高壓放電加工的放電電壓為(200～350)V，放電電容為(200～360)mF，放電次數為3～8次。

進一步的，在所述步驟S4中，采用濃度為2～2.5mol/L的稀鹽酸對第三中間產物進行酸洗。

進一步的，在所述步驟S4中，將酸洗后的第三中間產物放于真空烘箱中干燥至恒重，制得金單原子催化劑。

進一步的，所述MAX相為Ti₃AlC₂。

上述技術方案具有以下有益效果：