一种稀土元素氧化物负载的氧化铜材料及其制备方法技术

技术编号：40959499 阅读：3 留言：0更新日期：2024-04-18 20:37

本申请涉及氧化铜复合材料技术领域，特别涉及一种稀土元素氧化物负载的氧化铜材料及其制备方法。该稀土元素氧化物负载的氧化铜材料包括稀土元素氧化物层、以及设于稀土元素氧化层表面的氧化铜颗粒，氧化铜颗粒包括Cu<supgt;2+</supgt;和Cu<supgt;+</supgt;，其中，Cu<supgt;+</supgt;占的摩尔量与Cu<supgt;2+</supgt;和Cu<supgt;+</supgt;的摩尔量之和的比值为35％‑50％。适量的Cu<supgt;+</supgt;有利于提升该稀土元素氧化物负载的氧化铜材料的催化性能和结构稳定性。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及氧化铜复合材料，特别涉及一种稀土元素氧化物负载的氧化铜材料及其制备方法。

技术介绍

1、稀土元素氧化物，例如氧化铈，作为常见的金属氧化物载体以及双金属复合改性材料的重要组成部分，在诸多领域有着广泛应用。目前，稀土元素氧化物负载的氧化铜材料在应用中仍然存在铜离子的价态难以被调控，导致其催化性能不够或者催化剂本身稳定性较低的问题。

技术实现思路

1、本申请公开了一种稀土元素氧化物负载的氧化铜材料及其制备方法，以改善现有的稀土元素氧化物负载的氧化铜材料中铜离子的价态难以被调控的问题。

2、为达到上述目的，本申请提供以下技术方案：

3、第一方面，本申请提供一种稀土元素氧化物负载的氧化铜材料，该稀土元素氧化物负载的氧化铜材料包括稀土元素氧化物层、以及设于稀土元素氧化层表面的氧化铜颗粒，氧化铜颗粒包括cu2+和cu+，其中，cu+占的摩尔量与cu2+和cu1+的摩尔量之和的比值为35％-50％。

4、进一步地，氧化铜颗粒的平均粒径为80-120nm。

5、进一步地，氧化铜颗粒在复合材料质量占比在5％-20％。

6、第二方面，本申请提供一种稀土元素氧化物负载的氧化铜材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：将稀土元素氧化物、聚乙烯吡咯烷酮和可溶性铜盐混合均匀，以得到混合溶液；将抗坏血酸加入混合溶液中，50-60℃条件下保温3-5h，经过离心、洗涤、干燥、粉碎后得到粉碎产物；粉碎产物经过烧结处理后得到稀土元素氧化物负载的氧化铜材料。

7、进一步地，混合溶液的ph值为9-10，和/或，干燥的温度为60-80℃，时间为8-15h。

8、进一步地，稀土元素氧化物和可溶性铜盐中铜离子的摩尔比为1.8:1-2:1。

9、进一步地，稀土元素氧化物选自氧化铈、氧化锆、氧化镧中的至少一种。

10、进一步地，可溶性铜盐选自硝酸铜、氯化铜、硫酸铜中的至少一种。

11、进一步地，烧结处理的温度为400-700℃，时间为3-6h。

12、进一步地，将稀土元素氧化物、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone，pvp)和可溶性铜盐混合均匀包括：将粉末状的稀土元素氧化物溶于去离子水中得到悬浊液，将pvp加入悬浊液中，混合均匀后加入可溶性铜盐溶液。

13、采用本申请的技术方案，产生的有益效果如下：

14、本申请提供的稀土元素氧化物负载的氧化铜材料包括稀土元素氧化物层、以及设于所述稀土元素氧化层表面的氧化铜颗粒，所述氧化铜颗粒包括cu2+和cu+，其中，cu+占的摩尔量与cu2+和cu+的摩尔量之和的比值为35％-50％，调控cu+浓度适中，有助于二氧化碳还原时更有利于选择产生c2产品的反应路径，并提升该稀土元素氧化物负载的氧化铜材料的催化性能和结构稳定性。

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【技术保护点】

1.一种稀土元素氧化物负载的氧化铜材料，其特征在于，包括稀土元素氧化物层、以及设于所述稀土元素氧化层表面的氧化铜颗粒，所述氧化铜颗粒包括Cu2+和Cu+，其中，Cu+占的摩尔量与Cu2+和Cu+的摩尔量之和的比值为35％-50％。

2.根据权利要求1所述的稀土元素氧化物负载的氧化铜材料，其特征在于，所述氧化铜颗粒的平均粒径为80-120nm。

3.根据权利要求1所述的稀土元素氧化物负载的氧化铜材料，其特征在于，所述氧化铜颗粒在复合材料质量占比在5％-20％。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的稀土元素氧化物负载的氧化铜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液的pH值为9-10，和/或，所述干燥的温度为60-80℃，时间为8-15h。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述稀土元素氧化物和所述可溶性铜盐中铜离子的摩尔比为1.8:1-2:1。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述稀土元素氧化物选自氧化铈、氧化锆、氧化镧中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性铜盐选自硝酸铜、氯化铜、硫酸铜中的至少一种。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述烧结处理的温度为400-700℃，时间为3-6h。

10.根据权利要求4-9任一项所述的制备方法，其特征在于，将稀土元素氧化物、聚乙烯吡咯烷酮和可溶性铜盐混合均匀包括：

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【技术特征摘要】

1.一种稀土元素氧化物负载的氧化铜材料，其特征在于，包括稀土元素氧化物层、以及设于所述稀土元素氧化层表面的氧化铜颗粒，所述氧化铜颗粒包括cu2+和cu+，其中，cu+占的摩尔量与cu2+和cu+的摩尔量之和的比值为35％-50％。

2.根据权利要求1所述的稀土元素氧化物负载的氧化铜材料，其特征在于，所述氧化铜颗粒的平均粒径为80-120nm。

3.根据权利要求1所述的稀土元素氧化物负载的氧化铜材料，其特征在于，所述氧化铜颗粒在复合材料质量占比在5％-20％。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的稀土元素氧化物负载的氧化铜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液的p...

【专利技术属性】
技术研发人员：田洋铭，李彦亭，赵晓晓，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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