一种联合配位络合和空间限域制备亚纳米级铜催化剂的方法技术

本发明专利技术提供一种联合配位络合和空间限域制备亚纳米级铜催化剂的方法，以含吡啶刚性化合物为铜盐的络合物，以氮掺杂空心碳球为吡啶刚性化合物铜络合物的空间限域体，成功制备了具有铜原子簇和单原子铜的亚纳米级铜催化剂。该催化剂中铜物种没有呈现聚集的典型特征，铜原子能够完全暴露，能够提高催化剂中金属的利用率。与现有技术相比，本发明专利技术在制备铜基催化剂时联合了配位络合和空间限域两种限域金属物种的策略，能够实现对铜物种的有效孤立，进而获得亚纳米级铜催化剂，制备方法简单、可靠，易于放大生产。易于放大生产。

【技术实现步骤摘要】
一种联合配位络合和空间限域制备亚纳米级铜催化剂的方法


[0001]本专利技术涉及纳米铜金属催化剂的制备，属于催化剂制备领域，具体为一种联合配位络合和空间限域制备亚纳米级铜催化剂的方法。

技术介绍

[0002]化工生产严重依赖催化剂的投入，其中金属催化剂使用更为广泛（Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43, 20220043）。通常，用于化工生产的催化剂中金属物种的尺寸在几百纳米以上，甚至直接采用块状金属作为固定化催化剂。以颗粒状存在的金属催化剂在使用过程中几乎只有颗粒表面层的金属参与到催化反应中，大部分处于颗粒内部的金属没有参与到催化反应中，催化剂利用效率低。因此，发展先进的纳米材料制备工艺来提高金属在催化反应中的利用率显得尤为重要。目前，研究者致力于开发先进的制备工艺来获得亚纳米尺度或单原子尺寸的金属基催化剂，希望在工业生产中实现“单原子催化”。
[0003]在发展制备小尺寸的金属基催化剂过程中，涉及到的方法主要包括：（1）引入载体；（2）以金属有机框架材料为前驱体；（3）金属离子交换。其中，引本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种联合配位络合和空间限域制备亚纳米级铜催化剂的方法，包括以下步骤：（A）将正硅酸乙酯分散在含有氨水、乙醇和水的混合溶液中，并在形成SiO2微球后引入盐酸多巴胺，聚合后分离、热解、刻蚀，得到氮掺杂空心碳球；（B）将含吡啶氮刚性化合物和铜盐溶解在甲醇中，并加入用甲醇分散好的所述氮掺杂空心碳球，搅拌吸附、过滤干燥，得到吸附有1,10
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邻菲罗啉铜络合物的氮掺杂空心碳球；（C）将所述吸附有1,10
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邻菲罗啉铜络合物的氮掺杂空心碳球在管式炉中热解，得到亚纳米级铜催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方案，其特征在于，所述制备亚纳米级铜催化剂的策略为联合配位络合和空间限域。3.根据权利要求1所述的制备方案，其特征在于，所述氨水、乙醇、水的体积比为10
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100:200
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400:100
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200。4.根据权利要求1所述的制备方案，其特征在于，所述热解的惰性气体为Ar或N2，热解的温度为800℃，保温时间为2小...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵学，赵焱，刘跃龙，
申请(专利权)人：云南师范大学，
类型：发明
国别省市：