多孔碳化钼纳米线的合成方法技术

本发明专利技术涉及纳米材料技术领域，为一种多孔碳化钼纳米线的合成方法，包括下述步骤：将钼酸盐溶于水中，钼原子的摩尔浓度为０．０２－１．５ｍｏｌ／Ｌ；将有机胺注入，有机胺与钼原子的摩尔比为２０．０－１．０∶１；溶液中滴加无机酸，调节ｐＨ至３－６，至白色沉淀出现；反应液移至３０－６０℃的油浴中，反应６－２４小时；（５）产物洗涤抽滤，烘干；在惰性气氛中焙烧，温度６７５－７５０℃，时间４－１０小时。优点是：纳米粒子之间有丰富的纳米孔结构，碳化钼颗粒小，有丰富的介孔结构，比表面大，表面积碳少，有利于催化剂的二次组装，应用领域广，产率达到９５％以上，条件简单易控，成本低，制备效率高，有良好的应用和产业化前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种多孔碳化钼纳米线 的合成方法。
技术介绍
以碳化钼为代表的过渡金属碳化物催化剂由于其独特的类贵金 属的电子结构和催化性能、抗硫和抗积炭性质，以及良好的热稳定性， 成为近一、二十年来最有应用前景的催化材料之一。特别是近年来在 伴随着石油价格快速上涨、能源和资源的高效和绿色化利用的呼声日 益高涨，对碳化物催化性能和新催化反应的开发进一步引起了人们的 关注。除此以外，由于碳化物合成原料较为便宜易得，在节约贵金属 宝贵资源，降低催化反应成本也具有重要意义。目前碳化钼催化剂所 涉及的反应已经包括水煤气变换、甲烷和低碳烃蒸气和二氧化碳重 整、甲醇蒸气重整、甲醇电氧化用于直接甲醇燃料电池、费-托合成、 混合醇合成、油品的加氢脱硫和加氢脱氮、烯烃歧化、加氢/脱氢、 烃类的异构化、芳构化等，在能源和化学工业催化反应中显示了巨大潜力(R. B. Levy, M. Boudart, 5We/ ce， 1977， JW， 547; E. V. Rebrov， S. A. Kuznetsov， M. H. J. M. de Croon, J. C. Schouten， Cate丄7b麵2007，凤88; A. R. S. Darujati， W.丄Thomson, 粉丄Cate7. A'fe/ ,7， 2005，荡，139; R. Barthos， F. Solymosi， / CWa/. 2007, i￥g 289; H. X. Zhong， H. M. Zhang, Y. M. Liang， J. L Zhang, M. R. Wang， X. L Wang， J！尸o匠5"離ces， 2007，76《572; J. Rasko， J. Kiss, 4c / 丄Cata丄力,6"e/ era厶2003， 25 ， 427; M. L. Xiang， D. B. Li， H.丄Qi， W. H. Li， B. Zhong， Y. H. Sun YH,尸〃e, 2007，滩1298; G. L. Parks, M. L. Pease， A. W. Burns, K. A. Layman, M. E. Bussell, X. Q. Wang， J. Hanson, 丄A. Rodriguez, / Caz^/., 2007， 2邻277; M. Lewandowski， A. Szymanska-Kolasa， P. Da Costa, C. Sayag， Ca^a丄 7bcfe7， 2007， 7" 31; G. Boskovic G， P. Puta,， K. Foettinger， H. Vinek H， J/ / 丄Caz^/. A. 6"e/ era7， 2007, 175; X. Y. Li， D. Ma, L.M. Chen, X. H. Bao. Ze"., 2007，线63; A. F. Lamic，T. L. H. Pham, C. Potvin， J. M. Manoli， G. Djega-Mariadassou， Ca&丄4 2005， 109; A. Szechenyi， F. Solymosi，/ C力e瓜G 2007， 〃7， 9509.)。例如，甲垸和低碳烃重整将为天然气高效利用，发展洁净氢源和一氧化碳资源提供基础；混合 醇合成和费-托合成等又将为充分利用非石油碳基资源，发展绿色燃 料方面提供基础，而以钼等过渡金属为代表的碳化物催化剂在石油或 者煤资源的加氢脱硫、加氢脱氮等一系列加氢处理的应用，将为生产 洁净燃料，解决工业和汽车排放导致的环境问题提供可能。从文献报道看，目前碳化钼催化材料的合成方法大约可以分为以 下几类1)高温碳化法(1500 2000°C)，由金属物种(钼的氧化物) 与C、 C0在高温下碳化，存在温度高、表面积碳严重、颗粒烧结等缺 点。2) CVD和等离子溅射法，利用CVD或者等离子溅射的方法将Mo物 种与C物种气化后再沉积成纳米颗粒，存在高温、气氛要求高、成本 昂贵等缺点。3)程序升温反应法(TPR)，由Mo03(或氮化钼)在CH4/H2 (或者QVH2)混合气中缓慢加热碳化，该方法是目前碳化物催化剂 合成文献中应用最为广泛的方法，但由于反应产品存在表面积碳、反应不均匀，以及H2危险易爆，量产困难等缺点。4)碳热加氢 (carbothernial hydrogenation)法，与程序升温法比较，该方法基 于多壁纳米碳管或者高比表面的炭/高聚物气溶胶负载的高度分散 Mo03 (或可溶性钼化合物)，直接利用载体碳源与负载物在氢气气氛 中的界面反应，有利于改善分散度，降低反应温度，提高比表面，但 仍然不能完全消除程序升温法气固相反应中的某些难题。5)溶液反 应，在有机体系利用强还原剂KBH4等进行还原，反应复杂，操作困难， 产量小。6)利用金属前驱体裂解，包含金属有机化合物和利用钼酸 铵与六次甲基四胺的混合物裂解等方法，前者前驱体制备复杂，而且 整个操作过程要求惰性气氛，条件苛刻；后者前驱体结构不明确，不 利于产品优化，且产物中混有M02N杂质；颗粒大。此外还有微波法、 超声波分散[等报道，但同样存在产量小，反应不充分，产物颗粒较 大等难题(<formula>formula see original document page 6</formula>1801; S. R. Vallance， S. Kingman, D. H. Gregory. C/ e瓜6b/nfl7肌， 2007， 742; N. A. Dhas， A. Gedanken. O e瓜#ater. 1997， g 3144.)。因此，利用新的合成方法制备比表面大，表面积碳少，且尺寸可 控的纳米碳化钼新型催化剂材料，是目前该领域的最有兴趣的研究课 题之一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种简单易控、经济合理的 ；所要解决的另一技术问题在于提供一 种利用合成方法制得的性质丰富的多孔碳化钼纳米线。本专利技术解决上述技术问题所采取的技术方案是 一种多孔碳化钼 纳米线的合成方法，依序包括下述步骤(1 )将钼酸盐溶于水中得到钼酸盐溶液,钼原子的摩尔浓度为0. 02 1. 5mol/L;(2) 将有机胺注入钼酸盐溶液，有机胺与钼原子的摩尔比为20.0 1.0: 1;(3) 溶液中滴加无机酸，调节pH至3 6，至白色沉淀出现，制成 反应液；(4) 反应液移至30 6(TC的油浴中，反应6 24小时，得产物；(5) 产物洗涤抽滤，烘干，具体的，洗涤可以采用无水乙醇洗涤数 遍，烘干温度5(TC。(6) 在惰性气氛中焙烧，焙烧温度675 750'C，焙烧时间4 10小 时，得到多孔碳化钼纳米线。本专利技术的多孔碳化钼纳米线，其比表面高，表面积碳少，活性位 点多，且保持良好的一维纳米形貌，利于针对实际催化反应的需要进 行表面改性和组装，具有开发潜力和应用前景。上述步骤(1)的钼酸盐溶液中，钼原子的摩尔浓度具体可以为0.02， 0.05， 0.1, 0.2， 0.25， 0.3， 0.4， 0.5, 0.55， 0.6， 0.7, 0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔碳化钼纳米线的合成方法，依序包括下述步骤：　（１）将钼酸盐溶于水中得到钼酸盐溶液，钼原子的摩尔浓度为０．０２～１．５ｍｏｌ／Ｌ；　（２）将有机胺注入钼酸盐溶液，有机胺与钼原子的摩尔比为２０．０～１．０∶１；　（３）溶液中滴加无机酸，调节ｐＨ至３～６，至白色沉淀出现，制成反应液；　（４）反应液移至３０～６０℃的油浴中，反应６～２４小时，得产物；　（５）产物洗涤抽滤，烘干；　（６）在惰性气氛中焙烧，焙烧温度６７５～７５０℃，焙烧时间４～１０小时，得到多孔碳化钼纳米线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐颐，高庆生，张亚红，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]