一种自支撑核‑壳结构催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种自支撑金属或金属氧化物核‑壳结构催化剂，具有如下通式：xM‑yMO@zShell/mAlO/ZT，质量组成：x为0～5％，y为0～10％，z为0.5～20％，m为0.1～20％，余量为ZT。所述的自支撑金属或金属氧化物核‑壳结构催化剂通过如下方法制得：①在纯水或含铝源和碱源的水溶液中对ZT进行水热处理和/或热处理，制得自支撑AlO/ZT复合载体；②用偶联剂配位的含至少一种金属M离子的有机溶液浸渍所制得的AlO/ZT载体，经过烘干、焙烧和还原，制得所述的自支撑金属或金属氧化物核‑壳结构催化剂。本发明专利技术提供的自支撑金属或氧化物核‑壳结构催化剂可用于低浓度甲烷和挥发性有机化合物(VOCs)催化氧化反应、一氧化碳催化氧化反应、合成气制备低碳烯烃(FTO)、甲烷转化制合成气的反应中。

A self supported nuclear shell structure catalyst and preparation method and application thereof

The invention discloses a self supporting metal or metal oxide nuclear shell structure catalyst has the following formula: xM yMO@zShell/mAlO/ZT, quality components: X ranged from 0 to 5%, y is 0 ~ 10%, Z is 0.5 ~ 20%, M is 0.1 ~ 20%, the rest is ZT. The self supported metal or metal oxide nuclear shell structure catalyst is prepared by the following method: 1 hydrothermal treatment and / or heat treatment of ZT in aqueous solution or pure water containing source and alkali source, prepared free-standing AlO/ZT composite carrier; the coupling agent with a AlO/ZT vector containing system the organic solution impregnation at least one metal ion of M, after drying, roasting and reduction, self supported metal or metal oxide nuclear shell structure of the prepared catalyst. The invention provides a self-supporting metal or oxide nuclear shell structure catalyst can be used for low concentration methane and volatile organic compounds (VOCs) catalytic oxidation reaction, synthesis gas of carbon monoxide catalyzed oxidation, preparation of low carbon olefin (FTO) and the conversion of methane to synthesis gas reaction in.

【技术实现步骤摘要】
一种自支撑核-壳结构催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种自支撑金属或氧化物核-壳结构催化剂及其制备方法和应用，属于催化

技术介绍
在石油炼制、石油化学品和精细化学品的生产、废气净化以及可再生清洁能源的生产过程中，都不可避免的要使用金属纳米颗粒催化剂。纳米颗粒所具有的体积效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，使得纳米催此剂的催化活性和选择性远远高于传统催化剂，如用粒径小于2纳米的金纳米催化剂催化CO氧化，室温条件下就可将CO完全转化(天然气化工，2009，34(3)：72-78)；用粒径为30纳米的镍纳米催化剂作为环辛二烯加氢生成环辛烯反应的催化剂，其选择性为现在使用的Raney镍催化剂的5～10倍，活性是它的2～7倍(石油化工，1991，20(9)：633-639)。人们通过控制颗粒尺寸和形状、调控金属的电子状态和金属-载体之间相互作用等方法，来获得更有效的金属纳米催化剂，这也导致金属纳米颗粒的设计变得相当精细复杂。对于金属-载体相互作用，载体通常在决定金属纳米颗粒的催化性能方面起到至关重要的作用。然而，金属-载体界面的活性周边位点在所有金属表面位点中占据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自支撑金属或金属氧化物核‑壳结构催化剂，其特征在于：具有如下通式：xM‑yMO@zShell/mAlO/ZT，其中ZT表示具有多孔特性的金属相骨架，x表示金属M在整装式催化剂中所占的质量百分数，y表示金属氧化物MO在整装式催化剂中所占的质量百分数，z表示Shell在整装式催化剂中所占的质量百分数，m表示AlO在整装式催化剂中所占的质量百分数；且x为0～5％，y为0～10％，z为0.5～20％，m为0.1～20％，余量为金属相(或非金属相)骨架ZT所占的质量百分数。

【技术特征摘要】
1.一种自支撑金属或金属氧化物核-壳结构催化剂，其特征在于：具有如下通式：xM-yMO@zShell/mAlO/ZT，其中ZT表示具有多孔特性的金属相骨架，x表示金属M在整装式催化剂中所占的质量百分数，y表示金属氧化物MO在整装式催化剂中所占的质量百分数，z表示Shell在整装式催化剂中所占的质量百分数，m表示AlO在整装式催化剂中所占的质量百分数；且x为0～5％，y为0～10％，z为0.5～20％，m为0.1～20％，余量为金属相(或非金属相)骨架ZT所占的质量百分数。2.如权利要求1所述的自支撑金属或金属氧化物核-壳结构催化剂，其特征在于：所述的M选自金、银、铂、钌、钯、铑、镍、铜等过渡金属中的至少一种；所述的MO选自碱土金属、镧系稀土金属、硼、铝、镓、钛、锆、锌、锰氧化物中的至少一种；所述的Shell与偶联剂的焙烧产物有关，为硅、铝、稀土、锡、磷、硼、锆和钛的氧化物和碳材料中的至少一种；所述ZT的材质为镍、铜、铝、不锈钢、铁铬铝、白铜、黄铜等金属中的任意一种。3.如权利要求1所述的自支撑金属或金属氧化物核-壳结构催化剂，其特征在于:x的范围为0.2-4.0％；y的范围为2-8％；z的范围为1-10％，余量为金属相骨架ZT所占的质量百分数。4.如权利要求1所述的自支撑金属或金属氧化物核-壳结构催化剂，其特征在于：所述的金属核优选为Pd、Pt、Au、Ag、Fe、Co、Ni中的至少一种；金属氧化物核优选为铈、镧、镓、钛、锆、镁、钙、锰、钾氧化物中的至少一种；所述的ZT金属相载体材质优选自铝、铜、镍、白铜、不锈钢、铁铬铝中的一种。5.如权利要求1所述的自支撑金属或金属氧化物核-壳结构催化剂，其特征在于：所述ZT是...

【专利技术属性】
技术研发人员：路勇，张巧飞，赵国锋，柴瑞娟，潘霞霞，刘晔，何鸣元，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31