[發明專利]一種稀土定點修飾的水滑石基析氧催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 202211699445.4
• 申請日: 2022-12-28
• 公開（公告）號: CN116005189A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 彭立山;閆柯君;楊姣;陳慶軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院贛江創新研究院
• 主分類號: C25B11/091
• 分類號: C25B11/091;C25B1/04;C01G53/00;C01G51/00;C01G37/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳小龍

1.一種稀土定點修飾的水滑石基析氧催化劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)混合過渡金屬鹽溶液、堿金屬鹽溶液和堿性溶液，進行水熱反應，得到第一產物；所述堿金屬鹽溶液中的堿金屬包括Zn或Al；

(2)所述第一產物分散于堿溶液中進行刻蝕，得到第二產物；

(3)所述第二產物分散于水溶液中后，滴加含稀土離子的溶液，調節pH，在惰性氣氛下攪拌后，依次經第一固液分離、水洗和第一干燥，得到所述稀土定點修飾的水滑石基析氧催化劑。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述過渡金屬鹽溶液包括二價過渡金屬鹽溶液和三價過渡金屬鹽溶液；

優選地，所述二價過渡金屬鹽溶液和三價過渡金屬鹽溶液的摩爾比為(2～3):1；

優選地，所述二價過渡金屬鹽溶液中的二價過渡金屬包括Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺或Cu²⁺中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述三價過渡金屬鹽溶液中的三價過渡金屬包括Fe³⁺、V³⁺、Cr³⁺或Co³⁺中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述過渡金屬鹽溶液包括過渡金屬的氯化鹽、硝酸鹽、醋酸鹽、硫酸鹽、乙酰丙酮鹽或酞菁鹽中的任意一種或至少兩種的組合。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述堿性溶液包括NaHCO₃、Na₂CO₃、NaOH或尿素中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述堿性溶液的濃度為0.5～2mol/L。

4.根據權利要求1～3任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述水熱反應之前攪拌1～4h；

優選地，所述水熱反應的溫度為100～180℃，優選為100～150℃；

優選地，所述水熱反應的時間為6～30h。

5.根據權利要求1～4任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述第一產物在分散于堿溶液之前，依次進行洗滌、第二固液分離和第二干燥；

優選地，所述第二干燥在烘箱中進行；

優選地，所述第二干燥的溫度為60～100℃。

6.根據權利要求1～5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述堿溶液包括NaOH溶液和/或KOH溶液；

優選地，所述堿溶液的濃度為1～5mol/L。

7.根據權利要求1～6任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述刻蝕的過程中進行攪拌；

優選地，所述刻蝕的時間為10～24h。

8.根據權利要求1～7任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述含稀土離子的溶液與步驟(1)所述過渡金屬鹽溶液的摩爾比為(1～20):(80～99)；

優選地，所述含稀土離子的溶液的滴加速率為10～50μL/s；

優選地，所述含稀土離子的溶液中包含的稀土離子包括Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm或Gd中的任意一種。

9.根據權利要求1～8任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述調節pH至9～11；

優選地，所述第一干燥包括鼓風干燥、真空干燥或冷凍干燥中的任意一種。

10.根據權利要求1～9任一項所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)混合過渡金屬鹽溶液、堿金屬鹽溶液和堿性溶液，攪拌1～4h，進行溫度為100～180℃的水熱反應6～30h，得到第一產物；所述堿金屬鹽溶液中的堿金屬包括Zn或Al；

所述過渡金屬鹽溶液包括二價過渡金屬鹽溶液和三價過渡金屬鹽溶液；所述二價過渡金屬鹽溶液和三價過渡金屬鹽溶液的摩爾比為(2～3):1；所述二價過渡金屬鹽溶液中的二價過渡金屬包括Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺或Cu²⁺中的任意一種或至少兩種的組合；所述三價過渡金屬鹽溶液中的三價過渡金屬包括Fe³⁺、V³⁺、Cr³⁺或Co³⁺中的任意一種或至少兩種的組合；所述過渡金屬鹽溶液包括過渡金屬的氯化鹽、硝酸鹽、醋酸鹽、硫酸鹽、乙酰丙酮鹽或酞菁鹽中的任意一種或至少兩種的組合；

所述堿性溶液包括NaHCO₃、Na₂CO₃、NaOH或尿素中的任意一種或至少兩種的組合；所述堿性溶液的濃度為0.5～2mol/L；

(2)所述第一產物依次進行洗滌、第二固液分離和溫度為60～100℃的第二干燥后，分散于濃度為1～5mol/L的堿溶液中進行刻蝕10～24h，得到第二產物；

所述第二干燥在烘箱中進行；所述堿溶液包括NaOH溶液或KOH溶液；所述刻蝕的過程中進行攪拌；

(3)所述第二產物分散于水溶液中后，按照速率為10～50μL/s滴加含稀土離子的溶液，調節pH至9～11，在惰性氣氛下攪拌后，依次經第一固液分離、水洗和第一干燥，得到所述稀土定點修飾的水滑石基析氧催化劑；

所述含稀土離子的溶液與步驟(1)所述過渡金屬鹽溶液的摩爾比為(1～20):(80～99)；所述含稀土離子的溶液中包含的稀土離子包括Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm或Gd中的任意一種；所述第一干燥包括鼓風干燥、真空干燥或冷凍干燥中的任意一種。