一种担载金属簇催化剂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种担载金属簇催化剂的制备方法，属于催化剂制备领域；所述催化剂步骤：将羰基铁通过有机溶剂溶解，在真空仪中将溶解好羰基铁的正戊烷溶液和活性炭在氮气保护下浸渍8~12h小时，然后在低温真空下脱除溶剂；在真空仪下，将温度升高到180~220℃，气压调制2~3Pa，脱除CO；然后通入氢气还原6~7h后，抽出氢气至1~2Pa，在此气压下吸附CO，即为目的催化剂；本发明专利技术利用羰基铁和载体较强的相互作用，使得羰基铁结构更稳定，克服了羰基铁在常温常压下不易保存的困难，且不添加任何保护剂，从而保护了研究人员的身心健康，降低了储存时的经济成本。

【技术实现步骤摘要】
一种担载金属簇催化剂的制备方法
本专利技术涉及一种担载金属簇催化剂的制备方法，属于催化剂制备领域。
技术介绍
随着合成方法的不断更新，金属簇核物在金属有机和催化领域得到重要的应用。有许多独特的性质不断被发现，促使羰基金属化合物的应用得到重视。而且由于原子簇络合物可作为催化剂的新材料，用于开拓新的催化反应，并显示出特殊的催化活性近年来其催化活性已受到广泛的注意。但是由于过渡金属羰基配合物在常温常压下有的不稳定，比如Fe2(CO)9、Fe3(CO)12等羰基铁在空气中不稳定，会被逐渐氧化成氧化铁，具有挥发性，有毒有害，这就给研究带来了诸多不便。为了克服其不稳定性，使得研究的方便，对提高Fe2(CO)9、Fe3(CO)12等羰基铁在常温常压下的稳定性做了相应研究。目前，关于提高Fe2(CO)9、Fe3(CO)12等羰基铁在常温常压下的稳定性问题，还未见到有相关的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种担载金属簇催化剂的制备方法，即以活性炭为载体并在真空仪，通过低温脱除溶剂，在180~220℃下脱羰基后，经氢气还原后，抽出氢气至1~2Pa时吸附CO，制备得到常温常压下金属簇能够稳定存在的担载金属簇催化剂，提高金属簇的稳定性。本专利技术所述担载金属簇催化剂的制备方法具体包括如下步骤：（1）取40~60目的活性炭用去离子水洗4~6遍至上清液无浑浊物悬浮、PH值不发生改变，在100~120℃下干燥6~8小时得到预处理后的活性炭；（2）将羰基铁溶解在有机溶剂中，在氮气保护下将得到预处理后的活性炭浸渍在过渡羰基铁溶液中；（3）通过真空仪在40~60℃下脱除有机溶剂后，再将温度升高到180~220℃，气压调节到2~3Pa脱除CO；（4）通入氢气还原6~7h后，抽出氢气至1~2Pa时，在此气压下再吸附CO，得到担载金属簇催化剂。本专利技术所述过渡金属羰基配合物为Fe2(CO)9、Fe3(CO)12。本专利技术所述步骤（2）中所述活性炭的用量为：活性炭与羰基铁的质量比为10:1~10:2。本专利技术所述步骤（2）中所述浸渍的浸渍时间为8~12h。本专利技术所述步骤（2）中所述有机溶剂为正戊烷溶液(分析纯)、乙醚(分析纯)中的一种。本专利技术所用的水全为去离子水。本专利技术从溶解好羰基铁的正戊烷溶液和活性炭在氮气保护下浸渍开始，后面的所有过程全部在真空仪中进行。本专利技术的目的是为了在不改变羰基铁结构的基础上，提高金属簇核物羰基铁的稳定性，从而使得相关的研究更加方便。本专利技术的有益效果是：（1）在常温常压下羰基铁不能稳定存在，易挥发，有毒性，而担载后的催化剂能够稳定存在于常温常压下；（2）担载后的羰基铁降低了常温常压下储存时的经济成本；（3）对过渡金属羰基化合物的催化研究带来方便。具体实施方式下面结合具体实施例进一步详细描述本专利技术，但本专利技术保护范围并不限于如下所述内容。实施例1（1）取40~60目的活性炭用去离子水洗4遍至上清液无浑浊物悬浮、PH值不发生改变，在100℃下干燥8小时得到预处理后的活性炭；（2）将Fe2(CO)9溶解在有机溶剂中，在氮气保护下将预处理后的活性炭浸渍在Fe2(CO)9溶液中，其中活性炭与羰基铁的质量比为10:1，浸渍时间为8h；（3）通过真空仪在60℃下脱除有机溶剂后，再将温度升高到180℃，气压调节到2Pa脱除CO；（4）通入氢气还原6h后，抽出氢气至1Pa时，在此气压下再吸附CO，得到担载Fe2(CO)9催化剂。本实施例制备得到的担载Fe2(CO)9催化剂用于脱除黄磷尾气中的羰基硫时，将催化剂装载于直径为3cm的反应器中；反应条件为:水饱和温度25℃，黄磷尾气通过的速度5000h-1，羰基硫浓度为460ppm；用硫磷分析仪检测黄磷尾气中的羰基硫进出口浓度，羰基硫的转化率大于99%，在常压下羰基硫的转化率明显提高，担载金属簇催化剂催化水解效率随时间变化的如表1所示，此时在常压下脱除尾气中的羰基硫时，转化率即达到99%以上，降低了反应的条件要求。在同等条件下未担载裸露的Fe2(CO)9用于羰基硫催化水解效率随时间变化的曲线图，由于压强未达到要求，其此时的羰基硫转化率较低。由表1可以看出：改良后的催化剂不仅在常温常压下能够存在，还提高了羰基铁在常压下对羰基硫的转化率。表1常压下羰基硫的转化率实施例2（1）取40~60目的活性炭用去离子水洗5遍至上清液无浑浊物悬浮、PH值不发生改变，在105℃下干燥7.5小时得到预处理后的活性炭；（2）将Fe2(CO)9溶解在有机溶剂中，在氮气保护下将预处理后的活性炭浸渍在Fe2(CO)9溶液中，其中活性炭与羰基铁的质量比为10:2，浸渍时间为10h；（3）通过真空仪在55℃下脱除有机溶剂后，再将温度升高到200℃，气压调节到2.5Pa脱除CO；（4）通入氢气还原6.2h后，抽出氢气至1.2Pa时，在此气压下再吸附CO，得到担载Fe2(CO)9催化剂。本实施例制备得到的担载Fe2(CO)9催化剂用于脱除黄磷尾气中的羰基硫时，将催化剂装载于直径为3cm的反应器中；反应条件为:水饱和温度25℃，尾气通过的速度5000h-1，羰基硫浓度为460ppm；用硫磷分析仪检测尾气中的羰基硫进出口浓度，羰基硫的转化率大于99%，在常压下羰基硫的转化率明显提高。表2常压下羰基硫的转化率实施例3（1）取40~60目的活性炭用去离子水洗6遍至上清液无浑浊物悬浮、PH值不发生改变，在110℃下干燥7小时得到预处理后的活性炭；（2）将Fe2(CO)9溶解在有机溶剂中，在氮气保护下将预处理后的活性炭浸渍在Fe2(CO)9溶液中，其中活性炭与羰基铁的质量比为10:1.5，浸渍时间为9h；（3）通过真空仪在40℃下脱除有机溶剂后，再将温度升高到210℃，气压调节到3Pa脱除CO；（4）通入氢气还原6.5h后，抽出氢气至1.8Pa时，在此气压下再吸附CO，得到担载Fe2(CO)9催化剂。本实施例制备得到的担载Fe2(CO)9催化剂用于脱除汽车尾气中的羰基硫时，将催化剂装载于直径为3cm的反应器中；反应条件为:水饱和温度25℃，尾气通过的速度5000h-1，羰基硫浓度为460ppm；用硫磷分析仪检测尾气中的羰基硫进出口浓度，羰基硫的转化率大于99%，在常压下羰基硫的转化率明显提高。表3常压下羰基硫的转化率实施例4（1）取40~60目的活性炭用去离子水洗4遍至上清液无浑浊物悬浮、PH值不发生改变，在120℃下干燥6小时得到预处理后的活性炭；（2）将Fe3(CO)12溶解在有机溶剂中，在氮气保护下将预处理后的活性炭浸渍在Fe3(CO)12溶液中，其中活性炭与羰基铁的质量比为10:1.2，浸渍时间为12h；（3）通过真空仪在48℃下脱除有机溶剂后，再将温度升高到220℃，气压调节到208Pa脱除CO；（4）通入氢气还原7h后，抽出氢气至2Pa时，在此气压下再吸附CO，得到担载Fe3(CO)12催化剂。本实施例制备得到的担载Fe3(CO)12催化剂用于脱除汽车尾气中的羰基硫时，将催化剂装载于直径为3cm的反应器中；反应条件为:水饱和温度25℃，尾气通过的速度5000h-1，羰基硫浓度为460ppm；用硫磷分析仪检测尾气中的羰基硫进出口浓度，羰基硫的转化率大于99%，在常压下羰基硫的转化率明显提高。表4常压下羰基硫的转化率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种担载金属簇催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）取40~60目的活性炭用去离子水洗4~6遍至上清液无浑浊物悬浮、PH值不发生改变，在100~120℃下干燥6~8小时得到预处理后的活性炭；（2）将羰基铁溶解在有机溶剂中，在氮气保护下将活性炭浸渍在过渡羰基铁溶液中；（3）通过真空仪在40~60℃下脱除有机溶剂后，再将温度升高到180~220℃，气压调节到2~3Pa脱除CO；（4）通入氢气还原6~7h后，抽出氢气至1~2Pa时，在此气压下再吸附CO，得到担载金属簇催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种担载金属簇催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）取40~60目的活性炭用去离子水洗4~6遍至上清液无浑浊物悬浮、pH值不发生改变，在100~120℃下干燥6~8小时得到预处理后的活性炭；（2）将羰基铁溶解在有机溶剂中，在氮气保护下将活性炭浸渍在羰基铁溶液中；（3）通过真空仪在40~60℃下脱除有机溶剂后，再将温度升高到180~220℃，气压调节到2~3Pa脱除CO；（4）通入氢气还原6~7h后，抽出氢气至1~2P...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤立红，郭惠斌，李凯，宁平，关清卿，谷俊杰，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53