【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂制备，具体来讲，涉及一种具有双金属mof结构的催化剂材料的制备方法。
技术介绍
1、挥发性有机物（vocs）是在常温下饱和蒸气压超过133.132 kpa的有机化合物，其常压下的沸点在50℃~260℃之间，主要包括烃类、氧烃类、含卤烃类、氮氟烃及硫烃类、低沸点的多环芳烃类等。vocs的成分复杂，大多具有毒性、刺激性、致癌、致畸、致突变性等作用，会对动植物的生长及人类身体健康造成极大的危害，同时vocs还是pm2.5和臭氧形成的关键前体物质，对环境危害巨大。有关资料显示，我国年均vocs自然源排放量达千万吨，因此，对vocs进行控制处理是环境治理方面的重点工作之一。
2、目前用于处理vocs的方法主要有吸附、膜分离、冷凝、直接焚烧和催化燃烧等，其中最有效的化学降解技术是催化燃烧法。催化燃烧法是在氧化催化剂作用下使有机物废气在引燃点温度（200℃~400℃）以下燃烧生成co2和h2o，具有热利用率高、无二次污染、工艺操作简单等优势，可适用于处理有机化工、涂料、造漆、印刷等行业排放的中低浓度、多成分、无回收价值的vocs。
3、催化燃烧法处理vocs的核心问题是催化剂的设计制备，但是传统催化剂存在比表面积小、活性位点少等导致催化活性较低。近年来，金属-有机骨架材料（mof）作为一种由金属离子与有机配体构成的多孔化合物，具有比表面积大、孔隙率高、骨架可控等优点，常被用作高比表面积无机多孔材料的前驱体。但目前大部分单一金属的mof材料中，金属位点会被有机配体或溶剂分子掩蔽，经过煅烧后形成的金属氧
4、虽然研究人员开展了基于多金属的mof材料的制备，但也存在需要负载额外金属元素作为催化活性位点而后焙烧等多步工艺，制备方法复杂，且有效负载量受限，大大提高了推广应用的门槛。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种双金属mof催化剂材料的制备方法，其采用一步水热法即可直接在mof材料的无机簇中引入第二种镧系金属以扰乱金属中心的稳定性，并经焙烧即制备获得具有缺陷的、金属元素分布均匀的八面体结构双金属mof催化剂。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
3、一种双金属mof催化剂材料的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、分别配制锆盐溶液和镧系金属盐溶液；
5、s2、将锆盐溶液和镧系金属盐溶液混合，并向其中添加有机羧酸配体、有机溶剂和调节剂，搅拌均匀获得水热溶液；
6、s3、将水热溶液于80℃~150℃下进行水热反应0.1 h~2 h，水热产物经过滤分离固相，固相经洗涤、干燥，获得双金属mof前驱体；
7、s4、将该双金属mof前驱体于350℃~600℃下焙烧2 h~8 h，获得双金属mof催化剂材料。
8、具体来讲，在步骤s1中，锆盐溶液为无水氯化锆、硫酸锆、硝酸锆、八水氧氯化锆中的任意一种水溶性锆盐的水溶液；镧系金属盐溶液为硝酸铈铵、醋酸铈、硝酸铈、硝酸镧、氯化镧、硝酸镨、氯化镨中的任意一种水溶性镧系金属盐的水溶液；二者优选浓度均控制在0.3 mol/l~0.6 mol/l。
9、在步骤s2中，有机羧酸类配体选自均苯三甲酸、对苯二甲酸、2, 6-萘二甲酸和4,4’-联苯二甲酸中的任意一种；有机溶剂可以为dmf或乙醇；调节剂可以为盐酸、甲酸、乙酸和醋酸中的任意一种。
10、优选地，控制锆盐溶液中锆离子、镧系金属盐溶液中镧系金属离子和有机羧酸配体的物质的量之比为5:1:7.2~1:1:7.2范围内；有机溶剂和调节剂的用量一般分别控制在5ml~15 ml和20 ml~40 ml的范围内即可。
11、优选地，步骤s3中，先后使用dmf和丙酮洗涤水热产物经过滤分离获得的固相，并在50℃~100℃的温度下干燥12 h~24 h。
12、在步骤s4中，一般通过管式炉进行焙烧即可，而为了获得稳定的焙烧温度，优选控制升温速率为5℃/min即可。
13、由此，即合成了双金属的mof材料，这种利用在金属无机簇中引入第二种金属的方式，使得mof材料产生缺陷并由此获得较大的比表面积。同时，引入的第二种金属元素经过焙烧获得的金属氧化物会成为有效的催化位点。因此，本专利技术制备的催化剂具有比表面积大、催化活性高、催化稳定性好等优点，可避免单金属有机骨架衍生催化剂催化活性低、比表面积小等问题。本专利技术提供的上述制备方法，仅通过在圆底烧瓶中进行一步水热法即实现了制备，成功地将具有催化活性的金属元素均匀地掺杂在mof材料结构中，避免了再进行额外的金属元素负载和陈化等处理过程，不仅工艺简单，反应时间短，易于实现工业化生产，而且更易获得催化性能更优的催化剂。
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1.一种双金属MOF催化剂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述锆盐溶液和所述镧系金属盐溶液的浓度均为0.3 mol/L~0.6 mol/L。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述锆盐溶液为无水氯化锆、硫酸锆、硝酸锆、八水氧氯化锆中的任意一种水溶性锆盐的水溶液；所述镧系金属盐溶液为硝酸铈铵、醋酸铈、硝酸铈、硝酸镧、氯化镧、硝酸镨、氯化镨中的任意一种水溶性镧系金属盐的水溶液。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述有机羧酸类配体选自均苯三甲酸、对苯二甲酸、2, 6-萘二甲酸和4, 4’-联苯二甲酸中的任意一种；所述有机溶剂为DMF或乙醇；所述调节剂为盐酸、甲酸、乙酸和醋酸中的任意一种。
5.根据权利要求1~4任一所述的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述锆盐溶液中锆离子、所述镧系金属盐溶液中镧系金属离子和所述有机羧酸配体的物质的量之比为5:1:7.2~1:1:7.2。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在
...【技术特征摘要】
1.一种双金属mof催化剂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述锆盐溶液和所述镧系金属盐溶液的浓度均为0.3 mol/l~0.6 mol/l。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述锆盐溶液为无水氯化锆、硫酸锆、硝酸锆、八水氧氯化锆中的任意一种水溶性锆盐的水溶液；所述镧系金属盐溶液为硝酸铈铵、醋酸铈、硝酸铈、硝酸镧、氯化镧、硝酸镨、氯化镨中的任意一种水溶性镧系金属盐的水溶液。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李正杰，张璐，李运龙，申淑锋，周理龙，韩继龙，刘润静，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：
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