【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于大气治理领域，节能减排领域，利用co2制备高附加值化工产品领域，具体是涉及所述的以锆酸锶固溶体为载体掺杂mn负载pd的光催化剂应用于光热催化逆水煤气转化反应。该pd/srmn5zrox催化剂可实现光热催化逆水煤气转化，并具有良好的活性与稳定性，为光热催化逆水煤气转化提供了一种新的思路。
技术介绍
1、如今，由于二氧化碳等温室气体引发的一些环境问题，人们越来越关注。因此，如何高效地将 co2转化为高附加值燃料已成为一个重要的研究方向。其中，逆水煤气转化反应是工业和科学研究的重要方法之一，因为逆水煤气转化反应得到的 co 是合成其他高附加值化学物质（如费托合成）的重要原料之一。目前催化还原 co2的方法主要有热催化、电催化、光催化等。其中，热催化还原 co2是目前工业生产的主要方式，也是科学研究的重点。但由于热催化的高温高压要求，催化剂会出现一些不良现象，如烧结、碳沉积、金属纳米颗粒聚集等，从而大大降低了催化剂的催化效率和稳定性。然而，由于光热催化独特的催化机理，可以将光催化与热催化耦合，不仅可以降低反应温度，还能有效提高二氧化碳的还原效率和稳定性。因此，光热催化还原 co2已成为当前的研究热点之一。
2、目前光热协同催化大致分为以下几种反应机制：1. 光热连续催化机制；该体系中光照作用和热催化连续发生即反应同时受限于光热反应步骤，例如，光照条件下产生氧空位，随后co2在高温下在氧空位还原成co产物。2. 光致热催化机制；该反应历程按热催化机理进行，只不过热来源为太阳能，光催化反应机制在该体系中几乎不表达。
技术实现思路
1、针对现有光热逆水煤气转化反应应用中催化剂稳定性不够高的问题，本专利技术提供了一种以锆酸锶固溶体为载体掺杂mn负载pd的催化剂的制备方法和应用，该方法简单快速，且制得的pd/srmnazrox催化剂具有较高的光热逆水煤气转化反应的活性和稳定性，为后续的催化剂设计提供一种思路，具有较好的应用前景。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种以锆酸锶固溶体为载体掺杂mn负载pd的催化剂，其是以锰掺杂锆酸锶固溶体为载体，锰和钯为主要活性组分的光热催化剂；催化剂记为pd/srmnazrox，其中，2≤a≤8，2.8≤x≤3，pd的含量为1.0 wt%，其余为srmnazrox载体。
4、如上所述光热催化剂在250℃的加热条件下，使用300w氙灯控制光波长(λ)的范围为320−780nm进行光热逆水煤气转化反应评价，反应温度控制在250℃，能够实现在 0.1mpa压力下，总流速为 58 ml/min ，通入 co2:h2= 1:4 的原料气体（2.07 vol%co2，稀释气体为he）条件下，co的生成速率为1747 μmol·g-1·h-1，选择性100%，稳定反应24h的催化活性。
5、如上所述的以锆酸锶固溶体为载体掺杂mn负载pd的催化剂的制备方法，采用六水合氯化锶，八水合氯氧化锆以及四水合二氯化锰作为原料通过水热法法制备后通过煅烧得到srmnazrox载体；再利用光沉积还原法在所得srmnazrox载体上负载活性组分pd。具体制备步骤如下：
6、（1）首先在剧烈磁力搅拌下将2.6662g zrocl2·8h2o和3.2225g srcl2·6h2o加入到60ml去离子水中，搅拌溶解后得到澄清透明溶液，随后分别继续加入0g、0.0792g、0.1979g、0.3166g mncl2·4h2o，搅拌0.5 h后，使用2m koh溶液调节溶液的ph为12，随后继续搅拌2 h后将混合物转移到水热装置中，密封并在180℃下保存14 h。反应结束后，将反应混合物冷却至室温，用去离子水洗涤数次。然后将产物在80℃的干燥箱中干燥10 h，最后在马弗炉内以2℃每分钟的升温速率升温至650℃，空气中煅烧4 h，得到的载体对应mn的掺杂量为0、2、5、8at%；分别得到srzrox，srmn2zrox，srmn5zrox和srmn8zrox；
7、（2）将上述制得的1 g srmnazrox载体中加入去10 ml离子水和1.67ml的pdcl2标准溶液并进行剧烈的磁力搅拌，其中pdcl2溶液的浓度为6 mg·ml-1,随后在溶液中通入n2，搅拌0.5 h，随后加入10ml无水甲醇，然后在通入10℃的冷凝循环水的条件下，使用300w的氙灯光源照射0.5h。随后将所得物质使用去离子水洗涤，最后在80℃干燥，获得以锆酸锶固溶体为载体掺杂mn负载pd的光催化剂。
8、所述的以锆酸锶固溶体为载体掺杂mn负载pd的光催化剂应用于光热催化逆水煤气转化反应。该pd/srmn5zrox催化剂可实现光热催化逆水煤气转化，并具有良好的活性与稳定性，为光热催化逆水煤气转化提供了一种新的思路。
9、本专利技术的显著优点在于：
10、本专利技术通过引入合适比例的mn和pd两种金属进行对srzrox的改性，所得到的 pd/srmnazrox催化剂表面构建了氧空位和 mn2+两种位点，增强对 co2的吸附和活化。并且在紫外-可见光照射下，srmnazrox光生电子迁移到 pd 纳米粒子表面，有利于h2的活化。同时，可见光会使 mn3+转化为mn2+，并促进在转化后的 mn2+位点周围形成氧空位。这种形成的 "循环双位点"——氧空位再生和mn2+重构，提高了所制备催化剂在紫外可见光下进行逆水煤气转化反应的活性和稳定性。
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1.一种以锆酸锶固溶体为载体掺杂Mn负载Pd的光热催化剂，其特征在于：所述的光热催化剂是以Mn改性的SrZrOx（2.8≤x≤3）为载体，通过掺杂Mn和负载Pd改性，两种组分相互协同的高分散负载型催化剂。
2.根据权利要求1所述的以锆酸锶固溶体为载体掺杂Mn负载Pd的光热催化剂，其特征在于：所述的光热催化剂为Pd/SrMnaZrOx，其中，2≤a≤8，2.8≤x≤3，活性组分Pd的含量为1.0wt%，其余为SrMnaZrOx载体。
3.一种如权利要求1-2任一项所述的以锆酸锶固溶体为载体掺杂Mn负载Pd的光热催化剂的制备方法，其特征在于：以八水合氯氧化锆为前驱体，加入六水合氯化锶后再加入四水合二氯化锰，合成经Mn改性的SrZrOx载体，写作为SrMnaZrOx，再利用光沉积的方法在所得SrMnaZrOx载体上通过PdCl2溶液负载第二种活性组分Pd。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中六水合氯化锶的用量为3.2225 g，八水合氯氧化锆的用量为
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中PdCl2溶液的浓度为6 mg·mL-1，其加入量为每1 g SrMnaZrOx载体中加入1.67 mL。
7.一种如权利要求1-2任一项所述的以锆酸锶固溶体为载体掺杂Mn负载Pd的光热催化剂在光热催化CO2的逆水煤气转化反应中的应用，其特征在于：以锆酸锶固溶体为载体掺杂Mn负载Pd的光热催化剂应用紫外可见光下光热催化或紫外光热催化逆水煤气转化反应的体系。
...【技术特征摘要】
1.一种以锆酸锶固溶体为载体掺杂mn负载pd的光热催化剂，其特征在于：所述的光热催化剂是以mn改性的srzrox（2.8≤x≤3）为载体，通过掺杂mn和负载pd改性，两种组分相互协同的高分散负载型催化剂。
2.根据权利要求1所述的以锆酸锶固溶体为载体掺杂mn负载pd的光热催化剂，其特征在于：所述的光热催化剂为pd/srmnazrox，其中，2≤a≤8，2.8≤x≤3，活性组分pd的含量为1.0wt%，其余为srmnazrox载体。
3.一种如权利要求1-2任一项所述的以锆酸锶固溶体为载体掺杂mn负载pd的光热催化剂的制备方法，其特征在于：以八水合氯氧化锆为前驱体，加入六水合氯化锶后再加入四水合二氯化锰，合成经mn改性的srzrox载体，写作为srmnazrox，再利用光沉积的方法在所得srmnazrox载体上通过pdcl...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴文新，倪文康，付贤智，陈旬，张子重，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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