The invention belongs to the technical field of preparation of metal oxide catalysts, and discloses a method for improving the activity and selectivity of catalysts by directional regulation based on atomic layer deposition, including: uniformly growing and distributing noble metal nanoparticles on the surface of reaction carriers, thereby preparing noble metal supported catalyst samples; and preparing noble metal supported catalyst samples in noble metals; Metal oxide promoters were deposited on the surface of the supported catalyst samples by atomic layer deposition reaction to obtain the desired catalyst products, and the specific process parameters of the atomic layer deposition reaction were designed. Through the invention, the oxide promoter can be selectively deposited on a plurality of crystal planes of the active metal surface, and the discontinuous special position coating can be realized, and the activity and selectivity of the catalyst can be effectively improved. Therefore, the oxide promoter is especially suitable for the application of the catalyst preparation for the synthesis of C2 + oxide-containing compounds from syngas.
【技术实现步骤摘要】
基于原子层沉积定向调控提高催化剂活性及选择性的方法
本专利技术属于金属氧化物催化剂制备相关
,更具体地,涉及一种基于原子层沉积定向调控提高催化剂活性及选择性的方法。
技术介绍
随着全球气候变暖,化石燃料枯竭及原油价格上涨,人们关于可替代化石燃料的清洁能源的开发日益重视,其中气相催化反应制备清洁燃料是目前最主要的工业生产方向,例如由合成气(CO+H2)可直接催化合成C2+含氧化合物,不仅是一种清洁燃料,还可作为汽油添加剂等,因而得到了人们的广泛关注。针对这一类气相催化定向合成清洁燃料的反应,目前面临着最主要的难题即研发一种催化活性及目标产物选择性均优良的相关催化剂。在催化过程中,催化选择性是催化剂的重要性质之一,在工业上则利用催化选择性使原料向指定的方向转化,减少副反应;这表明催化剂催化过程中提高主反应的发生率,抑制副反应的发生,是提高目标产物产率的重要方法。针对催化选择性的改善问题,现有技术中提出的解决途径主要集中在筛选助剂、或是调节助剂含量改变活性金属的化学状态等,相应在一定程度上提高了催化剂的产物选择性。针对催化活性的改善问题,现有技术中提出的解决途径主要包括改变催化剂制备方法提高活性金属纳米颗粒的分散度、或是对催化剂载体进行改性来锚定活性金属等。然而,进一步的研究表明,上述现有技术往往无法同时在催化剂活性及选择性两个指标方面做出有效改善,同时存在操作繁琐、可控性差,以及难于适应催化定向合成所需目标产物的特定需求等技术问题。虽然现有技术中也提出了一些采用活性金属及助剂来制备催化剂(例如合成C2+含氧化合物所用的Rh-Mn/SiO2催化剂)的方案, ...
【技术保护点】
1.一种基于原子层沉积定向调控提高催化剂活性及选择性的方法,该催化剂适用于类似合成气制备C2+含氧化合物的催化反应过程,其特征在于,该方法包括下列步骤:(a)选取氧化硅、氧化铝或其他类似物作为反应载体,通过原子层沉积法或浸渍法在其表面均匀生长贵金属纳米颗粒,由此制得贵金属负载型催化剂样品;(b)在步骤(a)所制得的贵金属负载型催化剂样品的表面上,继续通过原子层沉积法沉积金属氧化物助剂来获得所需的催化剂产品,在此过程中,所述原子层沉积反应的工艺参数被设定如下:使用臭氧或氧气和金属有机配位化合物作为前驱体,氮气或氦气作为载气,原子层沉积反应温度为100℃~300℃,前驱体脉冲时间为30s~120s,载气清洗时间为30~120s,最后该氧化物助剂在贵金属负载型催化剂样品的表面上被沉积2~10个循环,由此使得氧化剂助剂在所述贵金属负载型催化剂样品的贵金属纳米颗粒表面上的多个晶面实现选择性的沉积,进而实现不连续的网络状生长。
【技术特征摘要】
1.一种基于原子层沉积定向调控提高催化剂活性及选择性的方法,该催化剂适用于类似合成气制备C2+含氧化合物的催化反应过程,其特征在于,该方法包括下列步骤:(a)选取氧化硅、氧化铝或其他类似物作为反应载体,通过原子层沉积法或浸渍法在其表面均匀生长贵金属纳米颗粒,由此制得贵金属负载型催化剂样品;(b)在步骤(a)所制得的贵金属负载型催化剂样品的表面上,继续通过原子层沉积法沉积金属氧化物助剂来获得所需的催化剂产品,在此过程中,所述原子层沉积反应的工艺参数被设定如下:使用臭氧或氧气和金属有机配位化合物作为前驱体,氮气或氦气作为载气,原子层沉积反应温度为100℃~300℃,前驱体脉冲时间为30s~120s,载气清洗时间为30~120s,最后该氧化物助剂在贵金属负载型催化剂样品的表面上被沉积2~10个循环,由此使得氧化剂助剂在所述贵金属负载型催化剂样品的贵金属纳米颗粒表面上的多个晶面实现选择性的沉积,进而实现不连...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈蓉,曹坤,龚渺,单斌,蔡佳明,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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