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专利号: 201911132691X
申请人: 广西大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种碳包覆金属颗粒锚定纳米催化材料的制备方法,其特征在于,包含以下操作步骤:

(1)配置金属盐溶液A,将有机碳源B溶液加入金属盐溶液A中,然后滴加还原剂进行还原反应,过滤、清洗,干燥后进行初步高温煅烧,得到的样品再加入强碱进行刻蚀,干燥后在混合气氛下高温煅烧得到初级样品C,所述的还原反应的方式有液相反应或溶剂热反应;

(2)配置金属盐溶液D,将步骤(1)所得初级样品C加入金属盐溶液D中,常温下进行置换反应,过滤、清洗、干燥,然后在混合气氛下高温煅烧,即得碳包覆金属颗粒锚定纳米催化材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述的金属盐溶液A为金属盐A溶于水中得到金属盐溶液;所述的金属盐A为铁盐、钴盐、镍盐、钨盐、钼盐、钒盐中的至少一种,两种及两种以上混合时比例任意,其中有铁盐、钴盐或镍盐参与混合时三者中任一种混合比例不为零;所述的铁盐为氯化亚铁、三氯化铁、乙酰丙酮铁、铁氰化钾、亚铁氰化钠、亚硝基亚铁氰化钠、二茂铁、硝酸铁、柠檬酸铁、柠檬酸铁铵、草酸高铁铵、草酸亚铁、六氰合铁酸钾、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、硫酸高铁铵、乙基二茂铁、十二羰基三铁、醋酸铁或醋酸亚铁中的一种;所述的钴盐为氯化钴、乙酸钴、磷酸钴、酞菁钴、钴氰化钾、六氰钴酸钾、六氨基氯化钴、高氯酸钴、硝酸钴、氟化钴、碘化钴、溴化钴、亚硝酸钴钠、草酸钴、硫酸钴、硫酸亚钴、硫酸钴铵、环烷酸钴或乙酰丙酮钴中的一种;所述的镍盐为氯化镍、乙酰丙酮镍、乙酰丙酮酸镍、乙酸镍、溴化镍、碘化镍、硫酸镍、硝酸镍、硫酸镍铵、次磷酸镍、硝酸镍铵、氨基磺酸镍、碱式碳酸镍、甲酸镍、二茂镍、二(三苯基膦)溴化镍或双(三苯基膦)氯化镍中的一种;所述的钨盐为六羰基钨、异丙醇钨、偏钨酸铵、钨酸铵、钨酸钾、钨酸钠、磷钨酸、磷钨酸钠、钨硅酸、六氯化钨、六羰基钨、异丙醇钨或偏钨酸铵中的一种;所述的钼盐为六羰基钼、乙酰丙酮钼、异丙醇钼、四钼酸铵、七钼酸铵、二钼酸铵、钼酸钠、磷钼酸、磷钼酸铵、磷钼酸钠、氯化钼、钼酸锂或钼酸钾中的一种;所述的钒盐为三异丙醇氧钒、乙酰丙酮氧钒、三异丙氧基氧化钒、氧化二乙酰丙酮合钒、偏钒酸铵、偏钒酸钠、偏钒酸钾、正钒酸钠、氯化钒、氧化钒、四氯化钒或钒酸钠中的一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述的金属盐A与还原剂成摩尔比1:2~10;步骤(1)中所述的液相反应为在室温下,将还原剂滴入到有机碳源B和金属盐溶液A的混合溶液中,然后搅拌2~12小时。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述的有机碳源B溶液为有机碳源B与去离子水的体积比为1:2~4混合后所得;所述的有机碳源B为乙二醇、甲醇、乙醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇、N,N-二甲基甲酰胺、油胺、油酸、聚乙二醇、甲苯、乙腈、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、吡啶、吡咯、尿素、苯胺、N-甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、N-乙基苯胺、N,N-二乙基苯胺、二苯胺、盐酸苯胺、二氧二甲基嘌呤、苯丙氨酸、2-羟基吡啶、2-氨基吡啶、2,6-二氨基吡啶2-甲基吡啶、3-氨基吡啶、4-甲基吡啶、五氯吡啶、3-氯吡啶、3-氟吡啶、

3-溴吡啶、2,3-二氨基吡啶、2-氨基-3-氯吡啶、2-吡咯烷酮、2-吡咯羧酸、3-乙酰基-2,4-二甲基吡咯、羟乙基吡咯烷酮、2-乙酰基吡咯、1-甲基吡咯、四氢吡咯、吡咯-2-羧酸乙酯、2,4-二甲基吡咯、4-乙酰吡啶、2-乙酰吡咯、N-甲基吡咯单磷酸氟达拉滨、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐或离子交换树脂中的一种或两种混合。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述的溶剂热反应为将还原剂滴入到有机碳源B和金属盐溶液A的混合溶液中,搅拌均匀,然后将混合溶液转移到聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中,然后放置鼓风干燥箱中,并在100~180摄氏度下反应6~12小时,冷却至室温后取出所得物质。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述的还原剂为硼氢化钠、水合肼、硼氢化钾、乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、正丙醇、正丁醇、乙醇、三甘醇、四甘醇、1,2-十六二醇、1,4-丁二醇、1,4-戊二醇、对苯二酚、甲醛、苯甲醛、乙酸、草酸、苹果酸、抗坏血酸、维生素、柠檬酸、甲酸、联氨、羟胺、苯胺、吡啶、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)中的一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中清洗后的样品与强碱的质量与之比为1:2~10;所述的强碱为碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾或胆碱中的至少一种,混合时比例任意。

8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述的金属盐溶液D为金属盐D溶于水中得到金属盐溶液;所述的金属盐D为铂盐、铑盐、钯盐、金盐、钌盐、铱盐中的至少一种,两种及两种以上混合时比例任意;所述的铂盐为六氯铂酸铵、氯亚铂酸钾、二氯化铂、六氯铂酸钾、四氯化铂、四氨合氯化铂、二氯化铂、四碘化铂、四氨合硝酸铂、二亚硝基二氨铂、(1,2-二氨基环己烷)二氯化铂、氯化铂、四氰基铂酸钾、六氯代铂酸钠、顺-二胺二氯铂、氢化六氯铂酸盐、双(2,4-戊二酮酸)铂、乙酰丙酮铂、乙二胺氯化铂、(1,5-环辛二烯)二氯或氯亚铂酸铵中的一种;所述的铑盐为乙酰丙酮铑、氯化铑、醋酸铑、碘化铑、辛酸铑、氯铑酸铵、二羰基乙酰丙酮铑、四(三苯基膦)氢化铑、二(1,5-环辛二烯)四氟硼酸铑、(1,5-环辛二烯)氯铑四羰基二氯化二铑、辛酸铑二聚体、三乙酰丙酮铑、双环辛烯氯化铑二聚体、六氯铑酸钾、二-Μ-氯-四羰基二铑、水合五氯铑酸铵、乙酸铑二聚物、六氯代铑酸钠、水合六氯铑酸铵、双(三苯基膦)合氯化羰基铑或七氟丁酸铑二聚体中的一种;所述的钯盐为醋酸钯、碘化钯、乙酸钯、硝酸钯、硫酸钯、二溴化钯、氯亚钯酸铵、乙酰丙酮钯、四氯钯酸钠、氯钯酸钾、二氯二氨钯、四溴钯酸钾、六氟乙酰丙酮钯、二水硝酸钯、二氯四氨钯、溴化钯、氯钯酸钠、三氟乙酸钯、1,2-双(二环己基)乙烷钯氯化物或双(乙二胺)氯化钯中的一种;所述的金盐为乙酸金、碘化金、四氯铂酸钾、(三苯基膦)氯化金、氯化亚金、四氯金酸钠、溴化金、四氯金酸铵水合物、氯化金钾、氯化金、氯金酸、氢氧化金、氧化金、二氯[(±)-BINAP]二金(I)或双(氯金(I))双(二苯基膦)甲烷中的一种;所述的钌盐为乙酰丙酮钌、醋酸钌、三氯化钌、氯钌酸铵、六氯钌酸铵、氧化钌、碳酰(二氢)三(三苯膦基)钌、二氯苯基钌(II)二聚体、异丙基苯基二氯化钌、氯化六氨合钌、亚硝酰硝酸钌、(1,5-环辛二烯)二氯化钌、氯化三(2,2′-联吡啶)、高钌(VII)酸钾或六氯钌酸钾中的一种;所述的铱盐为醋酸铱、乙酰丙酮铱、溴化铱、氯化铱、氯铱酸铵、2,4-戊二酮酸铱、羰基氯化双(三苯基磷)铱、乙酰丙酮酸二(2-苯基吡啶)铱或六氯铱(IV)酸钾中的一种。

9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中初级样品C与金属盐D之间的摩尔比是5~20:1。

10.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)和(2)中所述的高温煅烧为升温速度为1~20摄氏度/分钟,煅烧温度为300~1000摄氏度,保温时间1~6小时;所述的混合气氛为氢气与惰性气体混合所得,按照任意体积比混合且氢气含量不为零;所述的惰性气体为氮气、氩气或氦气中的一种或几种的混合物。