[發(fā)明專利]一種碳球-氧化物復(fù)合催化材料及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210158960.5 | 申請日： | 2022-02-21 |
| 公開（公告）號： | CN114558559B | 公開（公告）日： | 2023-04-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 柳永寧;鄒坤洋;陳新星;劉艷;胡吉祥 | 申請（專利權(quán)）人： | 西安交通大學(xué) |
| 主分類號： | B01J21/06 | 分類號： | B01J21/06;B01J21/10;B01J21/18;B01J23/62;B01J23/83;B01J35/00;B01J35/08;B01J37/08;B01J37/10;C01B32/40;C07C1/02;C07C9/04;C07C29/15;C07C31/04 |
| 代理公司： | 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200 | 代理人： | 李鵬威 |
| 地址： | 710049 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 氧化物 復(fù)合 催化 材料 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種碳球?氧化物復(fù)合催化材料及其制備方法和應(yīng)用，所述制備方法包括以下步驟：制備獲取氧化物與葡萄糖的混合水溶液；其中，氧化物為MgO、TiOsubgt;2/subgt;、Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、RuOsubgt;2/subgt;、InOsubgt;2/subgt;、Fesubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、MnOsubgt;2/subgt;、Lasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、Cesubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;和Cusubgt;2/subgt;O中的一種或多種組合；將所述混合水溶液進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物過濾、干燥，制備獲得碳球?氧化物復(fù)合催化材料。本發(fā)明通過水熱反應(yīng)過程中葡萄糖聚合形成碳球過程中奪取氧化物中不穩(wěn)定氧原子來產(chǎn)生氧空位；增加葡萄糖的含量，高濃度葡萄糖聚合能奪取氧化物中更多的氧原子從而增加氧空位的濃度。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于氧化物催化材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及材料缺陷制備領(lǐng)域，特別涉及一種碳球-氧化物復(fù)合催化材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
氧化物材料是一種應(yīng)用非常廣泛的材料，在催化、光電、醫(yī)學(xué)、半導(dǎo)體以及電池等領(lǐng)域都具有重要的地位；缺陷是影響氧化物材料的重要因素，其中氧空位是最重要的缺陷之一。在氧化物材料中引入氧空位會(huì)對氧化物材料的性質(zhì)產(chǎn)生重大的影響，如物理化學(xué)特性、內(nèi)部電子結(jié)構(gòu)、幾何結(jié)構(gòu)、吸光特性、催化特性以及吸附特性等。具體示例性的，催化CO2領(lǐng)域的氧空位能夠有效調(diào)控催化劑氧化物表面的電子結(jié)構(gòu)，有效富集電子從而活化CO2分子；在Cu2O中引入氧空位將會(huì)導(dǎo)致缺失氧原子周圍發(fā)生畸變進(jìn)行原子重排；在TiO2中引入氧空位促進(jìn)了光生電子從氧化物催化劑向氧分子的轉(zhuǎn)移，具有氧空位缺陷的TiO2也更有利于氧分子的吸附。
目前，現(xiàn)有常見的氧空位引入方法有加溫氫化法、離子摻雜法、高能粒子轟擊法、氣氛脫氧法、機(jī)械化學(xué)力法和化學(xué)反應(yīng)法等，現(xiàn)有方法制備產(chǎn)物中的氧空位含量不多(具體示例解釋性，產(chǎn)生的氧空位濃度很難超過20％)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種碳球-氧化物復(fù)合催化材料及其制備方法和應(yīng)用，以解決上述存在的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題。本發(fā)明提供的制備方法是一種可操控?cái)?shù)量的氧空位制備方法，其通過水熱反應(yīng)過程中葡萄糖聚合形成碳球過程中奪取氧化物中不穩(wěn)定氧原子來產(chǎn)生氧空位；增加葡萄糖的含量，高濃度葡萄糖聚合能奪取氧化物中更多的氧原子從而增加氧空位的濃度。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供的一種碳球-氧化物復(fù)合催化材料的制備方法，包括以下步驟：
制備獲取氧化物與葡萄糖的混合水溶液；其中，氧化物為MgO、TiO2、Al2O3、RuO2、InO2、Fe2O3、MnO2、La2O3、Ce2O3和Cu2O中的一種或多種組合；
將所述混合水溶液進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物過濾、干燥，制備獲得碳球-氧化物復(fù)合催化材料。
本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述制備獲取氧化物與葡萄糖的混合水溶液中，氧化物為10nm～10μm粉體。
本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述制備獲取氧化物與葡萄糖的混合水溶液中，氧化物與葡萄糖的質(zhì)量比為1：(0.2～1)。
本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述制備獲取氧化物與葡萄糖的混合水溶液中，氧化物與葡萄糖的質(zhì)量比為1：(0.4～0.7)。
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