[發明專利]一種光穩定型超薄BiOCl原子層錨定過渡金屬單原子催化劑及其制備與應用

有效

• 申請號: 202210435401.4
• 申請日: 2022-04-24
• 公開（公告）號: CN114797911B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 熊旭陽;孫冰潔;周騰飛;張龍海
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: B01J27/128
• 分類號: B01J27/128;B01J27/135;B01J27/06;B01J37/10;C07C9/04;C07C1/02
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 盧敏

1.一種光穩定型超薄BiOCl原子層錨定過渡金屬單原子催化劑，其特征在于：所述催化劑以過渡金屬單原子為活性組分、以具有缺陷位的BiOCl原子層為載體，過渡金屬單原子錨定在BiOCl原子層的缺陷位上；其中，以所述催化劑的總重量為100％計，過渡金屬單原子的負載量為1～10wt％。

2.根據權利要求1所述的光穩定型超薄BiOCl原子層錨定過渡金屬單原子催化劑，其特征在于：所述過渡金屬單原子選自Ti、Fe、Co、Ni或Cu。

3.根據權利要求1所述的光穩定型超薄BiOCl原子層錨定過渡金屬單原子催化劑，其特征在于：所述BiOCl原子層暴露單一晶面，所述過渡金屬單原子錨定在所暴露晶面的缺陷位上。

4.如權利要求1-3中任意一項所述的光穩定型超薄BiOCl原子層錨定過渡金屬單原子催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、將鉍金屬鹽和有機物溶于有機溶劑中，獲得溶液A；

步驟2、將過渡金屬鹽和NaCl溶于有機溶劑中，獲得溶液B；

步驟3、將溶液B加入到溶液A中，獲得反應液；將所述反應液在20～80℃下攪拌反應2～8h，獲得懸濁液；

步驟4、將所述懸濁液轉移到水熱反應釜中，100～200℃溶劑熱反應8～24h，然后將反應釜降至室溫，所述產物用稀酸和去離子水依次洗滌，烘干，即得超薄BiOCl原子層錨定過渡金屬單原子催化劑。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述鉍金屬鹽為氯化鉍、硝酸鉍、乙酸鉍或硫酸鉍中的至少一種；所述過渡金屬鹽為過渡金屬氯鹽、過渡金屬硝酸鹽、過渡金屬硫酸鹽和過渡金屬乙酸鹽中的至少一種。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述有機物為甘露醇或聚乙烯吡咯烷酮，所述有機溶劑為乙醇或乙二醇。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：在步驟3所述反應液中，過渡金屬鹽與鉍金屬鹽的質量比為1:10～100，過渡金屬鹽和鉍金屬鹽的總質量濃度為1～50mg·mL^-1，NaCl的濃度為1～80mg·mL^-1。

8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟4中，所述稀酸為稀鹽酸、稀硫酸和稀硝酸中的至少一種。

9.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟4中，所述烘干的溫度為60～90℃、時間為1～5h。

10.如權利要求1-3中任意一項所述的光穩定型超薄BiOCl原子層錨定過渡金屬單原子催化劑在光催化二氧化碳還原制備甲烷中的應用。