【技术实现步骤摘要】
一种金属催化剂及其制备和应用
[0001]本专利技术涉及催化剂
,具体涉及一种MOFs衍生高稳定金属催化剂的制备及应用。
技术介绍
[0002]催化加氢在化工生产中是非常重要的反应,是化学工业的支柱之一。多相催化剂由于其污染小,可循环利用等特点受到人们的广泛关注,成为研究加氢催化剂的热点。但是由于多相催化剂中的活性金属在高温处理或加氢反应过程中发生团聚,反应底物分子的基团不能选择性吸附在活性位点上,从而导致较差的活性以及选择性。因此急需开发一种具有高活性,高选择性及高稳定性的多相催化剂。
[0003]长期以来,人们也一直致力于开发高活性,高选择性及高稳定性的多相催化剂,由于使用的策略和方法各异,其达到的效果也不尽相同。
[0004]文献1(Chinese J Catal.2016,37(9),1555
‑
1561)通过在室温下ZIF
‑
8形成过程中加入纳米结构的铂溶胶,从而将铂纳米粒子包裹在ZIF
‑
8中,合成了Pt@ZIF
‑
8催化剂,铂纳米粒子很好地分散在多孔的ZIF
‑
8载体中,在1,4
‑
丁炔二醇的加氢反应中,Pt@ZIF
‑
8表现出较高的活性,并具有良好的稳定性。
[0005]文献2(Catalysis Today 2017,279,29
‑
35)将钴氧化物纳米粒子稳定在活性炭纤维(ACF)超微孔网络内,制得一种高分散的催化剂。以CoO ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种金属催化剂,其特征在于:所述催化剂以金属氧化物为载体,活性组分为Pt、Pd、Au、Rh、Ru、Ir、Ni、Co中的一种或二种以上,活性金属负载在载体上,于负载活性金属的载体表面包裹有含碳元素、或含碳氮元素的金属氧化物覆盖层,覆盖层厚度为2
‑
50nm(优选2
‑
20nm,更优选2
‑
10nm),其中活性组分在催化剂中的质量分数为0.01%
‑
10%(优选0.5%
‑
5%,更优选0.5%
‑
3%)。2.根据权利要求1所述的金属催化剂,其特征在于:所述的金属氧化物覆盖层中碳质量含量为0.5
‑
10%(优选0.5
‑
7%,更优选0.5
‑
4%),氮质量含量为0
‑
5%(优选0
‑
3%,更优选0
‑
2%);金属氧化物载体的粒径大小为18
‑
450nm(优选20
‑
300nm,更优选20
‑
200nm);所述金属催化剂比表面积为30
‑
200m2/g(优选30
‑
150m2/g,更优选30
‑
100m2/g);所述覆盖层的孔径分布为2
‑
15nm(优选2
‑
10nm,更优选2
‑
7nm),平均孔径为3
‑
6nm(优选3
‑
5nm,更优选3
‑
4.5nm)。3.根据权利要求1或2所述的金属催化剂,其特征在于:所述的金属氧化物为ZnO、CuO、Cu2O、Al2O3、MgO、MnO、CoO、NiO、V2O5中的一种或二种以上。4.一种权利要求1
‑
3任一所述金属催化剂的制备方法,其特征在于:采用浸渍法将活性组分的前驱体负载在载体上,采用有机配体对金属氧化物载体进行刻蚀,在载体表面原位生长MOFs壳层,同时将活性组分限域于在载体和MOFs界面,进一步在惰性气氛下热解生成含碳元素、或含碳氮元素的金属氧化物覆盖层,从而将活性金属锚定在催化剂中,再经氢气还原处理,获得金属催化剂。5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述的活性组分的前驱体为相应活性组分金属的醋酸盐、硝酸盐或卤化物中的一种或二种以上;所述的金属氧化物为ZnO、CuO、Cu2O、Al2O3、MgO、MnO、CoO、NiO、V2O5中的一种或二种以上,金属氧化物载体原料粒径大小为20
‑
500nm(优选20
‑
300nm,更优选20
‑
200nm);所述金属氧化物载体经配体刻蚀后,剩余金属氧化物载体的粒径大小为18
‑
450nm(优选20
‑
300nm,更优选20
‑
200nm);所述的有机配体为苯并咪唑、2
‑
甲基咪唑、咪唑
‑2‑
甲醛、1,4
‑
萘二甲酸、4,4',4”,4
”‑
(卟啉
‑
5,10,15,20
‑
四烷基)四苯甲酸(H4TCPP)、水杨酸、苯
‑
1,3,5
‑
三羧酸、1,4
‑
萘二甲酸中的一种或二种以上。6.根据权利要求4或5所述的其制备方法,其特征在于,包括如下步骤:称取金属氧化物载体原料加入到含有活性金属组分的前驱体的...
【专利技术属性】
技术研发人员:魏海生,宋华兴,高照华,颜晓瑞,陈乐乐,王文华,任万忠,
申请(专利权)人:烟台大学,
类型:发明
国别省市:
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