【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多相催化剂制备，尤其涉及一种熔融盐诱导构筑负载型金属催化剂中金属-载体强相互作用的方法。
技术介绍
1、本专利技术
技术介绍
中公开的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、负载型金属催化剂是一种将金属位点锚定在载体表面的催化材料，被广泛应用于合成化工，能源转换，污染处理等领域。在这类材料中，普遍存在的载体与金属之间的相互作用能显著影响金属活性相的几何结构和电子结构，从而给金属催化剂性能调控提供了一个新的维度，极大扩展了催化剂选择性、活性、稳定性优化的可能。因此，如何认识并利用金属与载体之间的相互作用是多相催化领域重要的研究主题。
3、金属-载体强相互作用(strong metal-support interaction，简称smsi)是一种主要存在于金属与可还原性氧化物载体之间的特殊相互作用，具体表现为：(1)金属活性相被非晶态氧化物包覆层覆盖；(2)金属活性中心对气体小分子(co、h2等)的吸附能力消失；(3)金属活性相在载体表面的分散或重构，其根本原因在于活性金属原子与载体中的金属离子成键。smsi不仅能显著稳定金属活性相结构，提高催化剂在高温等严苛反应环境下的稳定性，还可以通过界面成键或电子相互作用调控催化剂的活性与选择性，因此在选择性加氢、水汽转换、甲醇蒸汽重整等工业反应中有着极为重要的应用。
4、在实际的应用场合，构筑smsi的普遍方法是在气相环境进行高温热处理(>5
5、专利cn 116532127 a(公开日：2023.08.04)公开了一种熔融金属诱导构筑金属催化剂中金属-载体强相互作用的方法，其采用熔融金属作为诱导剂，如li、na、k、mg、ca、zn、cd、al、ga、in、sn、pb、sb、bi，能够有效提高金属催化剂在高温环境中的稳定性。然而，金属单质粉末的危险性较大，也易氧化，对环境要求苛刻；同时，金属单质的种类较少，且熔点普遍较高，因此采用该方法的温度适用性范围较窄；此外，该方法金属粉末用量较大，在煅烧完毕后需要采用浓盐酸进行溶解，浓盐酸溶解过程会产生氢气，如果放大生产危险性较大。
6、由此可见，如何提供一种具有温度适用性广、制备过程安全性高且成本较低的诱导负载型金属催化剂中金属-载体强相互作用的方法是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种熔融盐诱导构筑负载型金属催化剂中金属-载体强相互作用的方法，利用熔融盐的强极化能力，实现了在较低温度(<350℃)诱导构筑smsi。同时，由于熔盐-载体固液界面处的高原子密度，能够有效地阻碍金属活性相的烧结，并由于可选熔融盐种类多，实现了在较宽温度范围(150-1000℃)内诱导构筑smsi；而且处理过程更为安全环保。
2、第一方面，本专利技术提供了一种熔融盐诱导构筑负载型金属催化剂中金属-载体强相互作用的方法，包括如下步骤：
3、通过湿化学法合成负载型金属催化剂，所述负载型金属催化剂包括氧化物载体和金属纳米颗粒、团簇或单原子；
4、将负载型金属催化剂用金属盐粉末充分覆盖后，在惰性气氛下升温至金属盐熔点以上，使所述金属盐粉末熔融，保温0.1～2h；冷却至室温后，依次进行洗涤、离心和干燥，得到熔融盐诱导构筑金属-载体强相互作用后的负载型金属催化剂。
5、优选的，所述负载型金属催化剂中金属纳米颗粒、团簇或单原子的质量百分数为0.01～60wt％。
6、优选的，所述氧化物载体包括二氧化钛、二氧化铈、二氧化锡、氧化铝、二氧化硅、五氧化二铌、三氧化二钒、二氧化锰、氧化铁、五氧化二钽、氧化镁或氧化锌中的一种或多种。
7、优选的，所述金属纳米颗粒、团簇或单原子中的金属包括铂、铱、金、钯、钌、铑、锇、铜、锌、银、铁、钴或镍中的一种或多种。
8、优选的，所述金属盐包括金属锂、钠、钾、镁、钙、钡、锶、铁、锌、铷、铬、钴、镍、钼、钨或锡的硝酸盐、氯化盐、硫氰酸盐、四氯铝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、氟化盐、溴化盐、碘化盐或氰酸盐中的一种或多种。
9、优选的，所述负载型金属催化剂与金属盐粉末的质量比为3～10mg：1g。
10、优选的，所述惰性气氛为氩气或氮气；所述升温的速率为4～10℃/min。
11、优选的，所述洗涤的具体步骤为，依次用水和乙醇洗涤2～4次；所述干燥的温度为40～100℃，干燥时间为2～20h。
12、第二方面，本专利技术提供了上述方法制备的熔融盐诱导构筑金属-载体强相互作用后的负载型金属催化剂。
13、第三方面，本专利技术提供了上述熔融盐诱导构筑金属-载体强相互作用后的负载型金属催化剂的应用，所述应用包括将所述熔融盐诱导构筑金属-载体强相互作用后的负载型金属催化剂作为析氢反应、析氧反应、氢氧化反应、氧还原反应、二氧化碳还原反应、甲烷氧化或甲酸氧化的催化剂。
14、与现有技术相比，本专利技术取得了以下有益效果：
15、(1)本专利技术以低成本、工艺简单、高效的方式实现了氧化物负载的金属基催化剂体系中smsi的构筑，熔融盐种类多，适用范围广，选用低熔点的熔融盐即可实现较低温度下的smsi的构筑；此外，熔盐-载体界面处的高原子密度能够有效地阻碍金属活性中心的烧结与团聚，有效避免了高温环境下催化剂结构的失效，提升了高温环境中smsi的应用潜力；因此本专利技术提供的方法能够在150-1000℃的宽温度区间内实现负载型金属催化剂smsi的构筑；实现了金属催化剂上smsi的宽温域可控构筑；
16、(2)本专利技术采用熔融盐，利用熔融盐离子的高极性有效活化非还原性金属载体，提高载体离子的迁移能力和金属-载体界面成键比例，成功构筑smsi，拓展了smsi在非还原性载体催化剂体系的应用场景；能将smsi拓展到复杂以及多元的反应体系和材料体系。
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1.一种熔融盐诱导构筑负载型金属催化剂中金属-载体强相互作用的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载型金属催化剂中金属纳米颗粒、团簇或单原子的质量百分数为0.01～60wt％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化物载体包括二氧化钛、二氧化铈、二氧化锡、氧化铝、二氧化硅、五氧化二铌、三氧化二钒、二氧化锰、氧化铁、五氧化二钽、氧化镁或氧化锌中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属纳米颗粒、团簇或单原子中的金属包括铂、铱、金、钯、钌、铑、锇、铜、锌、银、铁、钴或镍中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属盐包括金属锂、钠、钾、镁、钙、钡、锶、铁、锌、铷、铬、钴、镍、钼、钨或锡的硝酸盐、氯化盐、硫氰酸盐、四氯铝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、氟化盐、溴化盐、碘化盐或氰酸盐中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载型金属催化剂与金属盐粉末的质量比为3～10mg：1g。
7.如权利要求1所述的方法，其
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述洗涤的具体步骤为，依次用水和乙醇洗涤2～4次；所述干燥的温度为40～100℃，干燥时间为2～20h。
9.如权利要求1～8任一项所述的方法制备的熔融盐诱导构筑金属-载体强相互作用后的负载型金属催化剂。
10.如权利要求9所述的熔融盐诱导构筑金属-载体强相互作用后的负载型金属催化剂的应用，其特征在于，所述应用包括将所述熔融盐诱导构筑金属-载体强相互作用后的负载型金属催化剂作为析氢反应、析氧反应、氢氧化反应、氧还原反应、二氧化碳还原反应、甲烷氧化或甲酸氧化反应的催化剂。
...【技术特征摘要】
1.一种熔融盐诱导构筑负载型金属催化剂中金属-载体强相互作用的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载型金属催化剂中金属纳米颗粒、团簇或单原子的质量百分数为0.01～60wt％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化物载体包括二氧化钛、二氧化铈、二氧化锡、氧化铝、二氧化硅、五氧化二铌、三氧化二钒、二氧化锰、氧化铁、五氧化二钽、氧化镁或氧化锌中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属纳米颗粒、团簇或单原子中的金属包括铂、铱、金、钯、钌、铑、锇、铜、锌、银、铁、钴或镍中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属盐包括金属锂、钠、钾、镁、钙、钡、锶、铁、锌、铷、铬、钴、镍、钼、钨或锡的硝酸盐、氯化盐、硫氰酸盐、四氯铝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、氟化盐、溴化盐、碘化盐...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙文平，郭威，潘洪革，高明霞，刘永锋，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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