System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种ALD改性CeO2催化剂的制备方法及应用技术_技高网

一种ALD改性CeO2催化剂的制备方法及应用技术

技术编号:40179488 阅读:4 留言:0更新日期:2024-01-26 23:46
一种ALD改性CeO<subgt;2</subgt;催化剂的制备方法及应用涉及负载型金属催化剂领域。本发明专利技术通过控制合成条件制备晶体结构可控的二氧化铈,使其具备具有高活性的(110)晶面。本发明专利技术制备的CeO<subgt;2</subgt;@M<subgt;x</subgt;O<subgt;y</subgt;纳米催化剂具有良好的催化活性和耐高温性,且活性组分在载体表面的高度分。本发明专利技术通过控制载体表面不同层数的修饰氧化物调控催化剂的活性和热稳定性。经原子层沉积改性制备的CeO<subgt;2</subgt;@M<subgt;x</subgt;O<subgt;y</subgt;催化剂具有良好的催化活性及热稳定性。本发明专利技术以氢氧化钠为沉淀剂,以六水合氯化铈为前驱体通过水热法合成二氧化铈纳米棒载体。本发明专利技术以有机金属化合物为前驱体,通过原子层沉积技术(ALD)制备具有高热稳定性的CeO<subgt;2</subgt;@M<subgt;x</subgt;O<subgt;y</subgt;催化剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及负载型金属催化剂领域,具体地说是一种氧化物负载并通过ald改性的氧化铈催化剂的制备方法。


技术介绍

1、众所周知,在过去的几十年里,工业和人类活动的蓬勃发展使得大气中二氧化碳的含量不断上升,由此引发的“温室效应”导致全球变暖,从而导致了严重的气候变化和海洋酸化。在封存能力有限以及co2运输和储存成本高昂的背景下,将二氧化碳进行回收使其参与到化学品的生产比单纯地封存co2更有现实意义。co2催化转化为有价值的化学品不仅可以缓解co2排放的负面影响,还可以为完成碳循环和建立可持续的碳中和的燃料/化学品生产战略提供有效途径。在co2转化反应中,co2加氢是一种很有前途的co2利用工艺。由于二氧化碳键能高,化学性质稳定,因此在大气压下将co2转化为co的rwgs反应(co2+h2=co+h2o)受到了广泛关注。逆水煤气变换(rwgs)反应是co2利用不可或缺的一部分,该反应其允许在不对化学工业现有基础设施进行根本性改变的情况下进入碳循环经济。其产物co可作为费托合成的基础原料,在进一步在高压下合成醇和烃,生产有价值的化学品而被广泛研究。

2、目前,针对催化rwgs反应主要是围绕高性能的金属催化剂的研究展开的。ceo2是一种典型的稀土金属氧化物,具有面心立方萤石结构。得益于其表面经还原产生的丰富表面缺陷和ce3+/ce4+氧化还原对,ceo2被广泛应用于催化还原反应中。单一ceo2在催化反应中通常表现出较差的催化性能。许多研究证实可以通过引入其他金属元素来提高ceo2的氧空位的还原性以及相应催化反应的催化活性和选择性。人们普遍认为,形成的co在金属纳米颗粒表面的结合强度可以决定产物的选择性。co与纳米颗粒的强相互作用导致c-o键离解,这有助于ch4的形成,而co与金属纳米颗粒的弱相互作用导致最终产物co的解吸或形成醇和醛。co2加氢反应常采用的pt,pd,ni,rh,和ru等活性组分配合ceo2,tio2,zro2等可还原载体组成的催化剂虽然在较低温度下可以实现高催化活性,但由于其对h2的过度活化以及对产物的强吸附作用通常会造成co的过度加氢,导致生成一部分ch4,降低催化剂对co的选择性。原子层沉积(ald)是指以原子层为单位生长薄膜的沉积方法。在原子层沉积中,通过依次注入反应物来抑制气相反应,并且通过待沉积表面上的自限制吸附通过表面反应来进行沉积。因此,由于使用沉积循环的数量来控制沉积膜的总厚度,因此易于控制原子层单元的厚度。本专利技术通过制备出暴露高活性(110)晶面的ceo2纳米棒载体,经ald技术在ceo2表面沉积高分散金属氧化物来获得更高的催化剂的活性和高温热稳定性。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于合成一种高性能且在较高温度下稳定工作的ce基催化剂。

2、本专利技术通过控制合成条件制备晶体结构可控的二氧化铈,使其具备具有高活性的(110)晶面。

3、本专利技术制备的ceo2@mxoy纳米催化剂具有良好的催化活性和耐高温性,且活性组分在载体表面的高度分。

4、本专利技术通过控制载体表面不同层数的修饰氧化物调控催化剂的活性和热稳定性。经原子层沉积改性制备的ceo2@mxoy催化剂具有良好的催化活性及热稳定性

5、本专利技术以氢氧化钠为沉淀剂,以六水合氯化铈为前驱体通过水热法合成二氧化铈纳米棒载体。

6、本专利技术以有机金属化合物为前驱体,通过原子层沉积技术(ald)制备具有高热稳定性的ceo2@mxoy催化剂

7、本专利技术的一种具有较高催化活性和热稳定性的铈基催化剂的制备方法,其特征包括以下步骤:

8、(1)将铈的前驱体溶液,氢氧化钠沉淀剂混合形成含有絮状物的混合溶液;

9、(2)将(1)中的混合溶液转入水热反应釜中,在100℃-140℃的烘箱中反应18h;

10、(3)待上述产物反应完毕并自然冷却后,离心洗涤,水洗至中性。70℃下干燥12-16h,研磨至粉末状,置于管式炉内煅烧,得到纳米氧化铈载体。

11、(4)将上述的纳米氧化铈通过ald涂覆al2o3薄层,其纳米催化剂涂覆5-20cycles的mxoy,具有良好的催化活性和高温热稳定性。

12、根据本专利技术的一个具体实施方式,提供了一种制备沉积有ald工艺多层膜的金属催化剂的方法,包括以下步骤:

13、(a)将金属氧化物前驱体注入ceo2中以沉积在催化剂表面上,然后进行吹扫

14、(b)注入氧化剂以与沉积在催化剂表面上的第一前体反应以形成无机膜,然后进行吹扫

15、(5)本专利技术通过控制前驱体混合溶液中的前驱体浓度和ph值,及煅烧的温度从而制备出具有活性晶面的二氧化铈载体如二氧化铈纳米棒载体(ceo2-nr),然后通过ald进而对ceo2载体进行改性,获得ceo2@mxoy催化剂。

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【技术保护点】

1.一种ALD改性CeO2催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.按照权利要求1所述的方法制备得到的催化剂。

3.如权利要求2所述的催化剂的应用。

【技术特征摘要】

1.一种ald改性ceo2催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.按...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈戈冯博远
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:发明
国别省市:

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