一种促进CO2加氢生成CO的催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及CO2加氢技术领域，尤其涉及一种促进CO2加氢生成CO的催化剂及其制备方法和应用。催化剂为Cd

【技术实现步骤摘要】
一种促进CO2加氢生成CO的催化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及CO2加氢
，尤其涉及一种促进CO2加氢生成CO的催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]大量的CO2等气体，引起全球性气温升高等一系列环境问题。其中通过CO2加氢反应可以将CO2转化成CO、CH4、CH3OH等一系列能源物质，其不仅可以降低大气中CO2的浓度，而且能够将其转化成新型能源物质，对缓解能源危机和环境保护方面具有重要的意义。
[0003]Pt/TiO2是催化CO2加氢反应中一种常用的催化剂，由于其较高的转化效率已经得到了大量的研究。以Pt/TiO2为催化剂进行CO2加氢反应，其加氢产物主要是CH4和CO。由于CO是化工合成过程中的一种重要原料，因此提高产物中CO的选择性具有重要的意义，研究者们已经通过各种途径提高产物中CO的选择性。
[0004]Das等通过对催化剂中掺入Fe以提高催化剂的还原性，从而促进CO的生成，提高产物中CO的选择性。Wang等通过调节混合气中H2的比例，抑制中间产物CO(abs)进一步进行加氢反应生成CH4，从而提高产物中CO的选择性。但是这些方法合成过程复杂、催化剂稳定性差等缺点，极大地限制了其广泛应用。
[0005]在CO2加氢产物中，CO(abs)是生成CH4的重要中间产物。但是由于Pt金属纳米颗粒对CO(abs)的吸附较强，促使CO(abs)能够进一步进行加氢反应生成CH4，从而导致产物中CO的选择性较低。

技术实现思路

[0006](一)要解决的技术问题
[0007]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种促进CO2加氢生成CO的催化剂，其通过对催化剂Pt/TiO2进行Cd
2+
离子修饰，降低Pt金属纳米颗粒表面的电子密度，抑制Pt对CO2加氢中间产物CO的吸附，从而促进CO的生成。
[0008]相应的，本专利技术还提供上述促进CO2加氢生成CO的催化剂的制备方法。
[0009](二)技术方案
[0010]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0011]第一方面，本专利技术提供一种促进CO2加氢生成CO的催化剂，其为Cd
2+
离子修饰的负载型催化剂Pt/TiO2。
[0012]第二方面，本专利技术提供一种选择性促进CO2加氢生成CO的催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
[0013]S1将TiO2分散于去离子水中，加入H2PtCl6溶液、Cd(NO3)2.4H2O搅拌后蒸干，得到灰色粉末；
[0014]S2将所得到的灰色粉末在H2气氛、300℃～400℃温度下还原后得到催化剂Pt/Cd-TiO2。
[0015]可选地，其还包括以下步骤：
[0016]TiO2的制备：将钛酸四丁酯溶解于乙醇溶液中，搅拌30min后，逐滴滴入去离子水中，继续搅拌直至溶液蒸发后，得到的白色粉末经过煅烧得到TiO2。
[0017]可选地，煅烧的温度为400～500℃。
[0018]第三方面，本专利技术提供一种选择性促进CO2加氢生成CO的催化剂在催化生成CO中的应用，其包括以下步骤：
[0019]将所得到的催化剂Pt/Cd-TiO2与石英砂充分混合后填充入反应装置中，并将CO2/H2/Ar(3/12/85)混合气体充入该反应体系中，在300～400℃温度下反应4～6h后结束反应。
[0020](三)有益效果
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0022]本专利技术选择性促进CO2加氢生成CO的催化剂，其通过对催化剂Pt/TiO2进行Cd
2+
离子修饰，降低Pt金属纳米颗粒表面的电子密度，抑制其对CO2加氢中间产物CO(abs)的吸附，从而促进CO(abs)脱附生成CO气体，提高产物中CO的选择性；
[0023]其中，Cd
2+
离子是一种正电性较强的阳离子，且化学性质比较稳定。在Pt/TiO2的合成过程中，正电性的Cd
2+
离子能够与PtCl
62-结合，而在PtCl
62-被还原成Pt金属单质后，Cd
2+
离子依然会吸附在Pt金属纳米颗粒表面。由于Cd
2+
离子的正电性，其会强烈吸附Pt金属纳米颗粒表面的电子，从而使得Pt金属纳米颗粒对CO
(abs)
的吸附强度降低，CO
(abs)
更易于脱附生成CO气体，从而达到提高产物中CO选择性的目的。
[0024]3、本专利技术选择性促进CO2加氢生成CO的催化剂的制备方法简单易行，且合成材料产量较大，有利于其在实际生产中的大规模应用。
附图说明
[0025]附图1为Pt/TiO2，Pt/Cd-TiO2，Cd-TiO2和TiO2的XRD图谱；
[0026]附图2为Pt/TiO2，Pt/Cd-TiO2，TiO2和Cd-TiO2的H
2-TPR曲线；
[0027]附图3为Pt/TiO2和Pt/Cd-TiO2催化CO2加氢反应的活性曲线图。
具体实施方式
[0028]为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。
[0029]【实施方式一】
[0030]本专利技术为降低Pt/TiO2催化剂中Pt金属纳米颗粒表面的电子密度，抑制Pt金属纳米颗粒对CO(abs)的吸附，以提高CO2加氢反应产物中CO选择性，提供一种选择性促进CO2加氢生成CO的催化剂，其为Cd
2+
离子修饰的负载型催化剂Pt/TiO2。即：Pt/Cd-TiO2催化剂
[0031]其为Pt/TiO2进行Cd
2+
离子修饰合成出Pt/Cd-TiO2催化剂。
[0032]其能够有效地提高产物中CO的选择性。
[0033]【实施方式二】
[0034]本专利技术提供一种选择性促进CO2加氢生成CO的催化剂，制备方法简单，其包括以下步骤：
[0035]S1将TiO2分散于去离子水中，加入H2PtCl6溶液、Cd(NO3)2.4H2O搅拌后蒸干，得到灰
色粉末；
[0036]S2将所得到的灰色粉末在H2气氛、300℃～400℃温度下还原后得到Pt/Cd-TiO2。
[0037]为提高催化剂产量，降低生产成本，本专利技术还提供TiO2的制备方法，将钛酸四丁酯溶解于乙醇溶液中，搅拌30min后，逐滴滴入去离子水中，继续搅拌直至溶液蒸发后，得到的白色粉末经过煅烧得到TiO2。
[0038]优选的，煅烧的温度为400～500℃。
[0039]【实施方式三】
[0040]本专利技术提供一种选择性促进CO2加氢生成CO的催化剂在催化CO2加氢生成CO中的应用，其包括以下步骤：
[0041]将所得到的催化剂Pt/Cd-TiO2与石英砂充分混合后填充入反应装置中，并将CO2/H2/Ar(3/12/85)混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种促进CO2加氢生成CO的催化剂，其特征在于：其为Cd
2+
离子修饰的负载型催化剂Pt/TiO2。2.如权利要求1所述的促进CO2加氢生成CO的催化剂的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1将TiO2分散于去离子水中，加入H2PtCl6溶液、Cd(NO3)2.4H2O搅拌后蒸干，得到灰色粉末；S2将所得到的灰色粉末在H2气氛、300℃～400℃温度下还原后得到催化剂Pt/Cd-TiO2。3.如权利要求2所述的促进CO2加氢生成CO的催化剂的制备方法，其特征在于，其还包括以下步骤：TiO2的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兆宇，肖燕，陈雪香，陈益宾，张明文，
申请(专利权)人：福建师范大学福清分校，
类型：发明
国别省市：