【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化材料制备，具体涉及一种通过插氢改性moo3制备高比表面积纯相α型碳化钼的方法及其应用。
技术介绍
1、氢作为一种新能源，具有无污染、燃烧热值高等优点，被誉为未来能源系统中最有前途的清洁能源载体，目前，“氢经济”吸引了广大科研者的研究兴趣。水汽变换(wgs)反应作为传统制氢工艺流程中的重要过程，可将co和h2o转化为h2和co2并放出一定的热量，为了高平衡转化率及高反应活性两者间的匹配，广大学者们致力于低温变换催化剂的开发，其中研究较为广泛的是氧化物负载的贵金属基催化剂。一般来说，贵金属基氧化物催化剂主要存在两个问题，分别为可还原氧化物载体在氢气气氛中易不可逆过度还原导致失活，非还原氧化物载体虽然可以避免该问题的发生，但由于载体自身性质差异，反应活性仍有待进一步提高。因此，如何寻找合适的载体来分散和锚定活性金属是催化剂设计制备的核心。
2、专利技术人所在课题组前期工作研究发现，α-moc(面心立方结构，fcc型)相比β-mo2c(六方密堆积结构，hcp型)具有更大的比表面积和更多的活性位点，同时α-moc还表现出优异的低温解离h2o的能力。因此，我们将活性金属au、pt负载到α-moc上，利用α-moc与活性金属之间的强相互作用来锚定和分散金属，获得了一系列具有优异低温变换活性的金属/α-moc催化剂。但是，传统的α-moc纳米颗粒比表面积不够大，活性位点数目也不够多，这限制了低温水汽变换活性的进一步提高，同时也不利于金属的进一步分散。因此，设计制备具有高比表面积的α-moc至关重要，这不仅有利于锚定
3、通常来说，由moo3碳化制备纯相的α-moc一般是通过先氮化后碳化的方法，即首先用nh3高温处理moo3获得γ-mo2n，然后在甲烷和氢气的气氛中碳化γ-mo2n使其转变为α-moc。这种合成方法涉及到拓扑相变，即在碳化的过程中，碳化钼和氮化钼的晶型保持一致，两者均为面心立方结构。虽然该方法已经成为制备α-moc的广泛合成方法，但仍存在以下几个问题：①氮化过程需使用具有强烈刺激性气味及腐蚀性的气体nh3，对设备要求较高同时也易发生危险；②碳化过程中，氮化钼的晶格氮与碳原子的交换需要在较高温度下(700℃以上)进行，高温会加剧自由碳在颗粒表面聚合并生成积碳，大大降低碳化钼的比表面积和表面催化活性位的暴露；③制备过程较为复杂，需频繁切换反应气氛，制备周期较长。为应对上述问题，专利技术人所在课题组进行了一系列通过一步碳化法(即不经过氮化仅经碳化过程)合成纯α-moc催化剂的研究，也取得了一定的研究结果。例如：专利技术人所在课题组已授权专利(cn104923274a)“一种纯α相碳化钼负载贵金属催化剂及其制备方法和应用”，该方法采用非平衡等离子体处理过程代替传统的前驱体焙烧过程，经一步碳化法可直接获得贵金属改性的纯相α型碳化钼；此外专利技术人所在课题组已公开的专利申请“一种原位诱导生成mooxhy经一步碳化制备非贵金属改性纯相α型碳化钼的方法”(专利公开号：cn112387293a)也通过原位预还原处理金属/moo3生成钼氧化物前驱体(mooxhy)后，再经一步碳化法获得了非贵金属改性的纯相α型碳化钼。
4、上述方法虽然成功地制备了纯相的α-moc，避免了传统的氮化-碳化两段法带来的缺陷，但无一都利用了金属作为媒介来诱导mooxcy中间物种生成进而最终合成α-moc。迄今为止，利用一步碳化将三氧化钼(未负载金属)直接碳化合成具有高比表面积的纯α-moc催化剂的方法还未见报道。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种通过插氢改性moo3制备高比表面积纯相α型碳化钼的方法及其应用，该方法简单有效，避免了碳化过程中腐蚀性气体nh3的使用，同时还无需金属作为媒介，解决了目前无法一步碳化制备无金属改性纯相α-moc的难题。
2、本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的：
3、本专利技术提供了一种通过插氢改性moo3制备高比表面积纯相α型碳化钼的方法，包括以下步骤：
4、(1)将moo3粉末加入盐酸中，经分散制备moo3与盐酸的混合液；
5、(2)在步骤(1)中的混合液中加入金属粉末，利用金属与盐酸的原位氢化进行预还原处理，制备hxmoo3前驱体；
6、(3)将步骤(2)中制备的hxmoo3前驱体在碳源气体下碳化，最终得到高比表面积纯相α型碳化钼。
7、进一步的，在步骤(1)中，所述盐酸的浓度为1-6mol/l，所述分散方式为超声分散。
8、进一步的，在步骤(2)中，所述金属粉末包括al、zn、fe中的一种或多种。
9、进一步的，在步骤(2)中，所述预还原处理的时间为10-12小时。
10、进一步的，在步骤(3)中，所述碳源气体为甲烷与氢气的混合气体，所述混合气体中氢气体积百分比为75％-85％。
11、进一步的，在步骤(3)中，所述碳化的具体步骤为，以5℃/min的升温速率升至300℃，然后以1℃/min的升温速率升至590-750℃，并保温2小时，随后降至室温并在空气中钝化6-10小时。
12、本专利技术还提供了一种利用所述制备方法制备得到的高比表面积纯相α型碳化钼。
13、本专利技术还提供了一种所述的高比表面积纯相α型碳化钼在低温水汽变换反应中的应用。
14、本专利技术有益效果在于：
15、1)本专利技术发展了一种利用原位氢化处理moo3后经一步碳化直接获得纯相α-moc催化剂的方法。该方法简单有效，避免了碳化过程中腐蚀性气体nh3的使用，同时还无需金属作为媒介，解决了目前无法一步碳化制备无金属改性纯相α-moc的难题。
16、2)本专利技术避免了传统制备过程中大量表面积碳生成对催化剂比表面积以及活性位点的暴露的影响，所制备的纯相α-moc具有高达217m2/g的比表面积，其比表面积远高于传统先氮化后碳化两段法制备的α-moc催化剂。
17、3)本专利技术制备的α-moc催化剂在水汽变换反应中表现出优异的低温变换活性，其在150℃时的co转化率可达53.36％，催化活性是传统方法制备的α-moc的两倍多，同时，催化剂还表现出较优的稳定性。表明其具有优越的水汽变换性能并兼具较好的稳定性。
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1.一种通过插氢改性MoO3制备高比表面积纯相α型碳化钼的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的通过插氢改性MoO3制备高比表面积纯相α型碳化钼的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述盐酸的浓度为1-6mol/L，所述分散方式为超声分散。
3.根据权利要求1所述的通过插氢改性MoO3制备高比表面积纯相α型碳化钼的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述金属粉末包括Al、Zn、Fe中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的通过插氢改性MoO3制备高比表面积纯相α型碳化钼的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述预还原处理的时间为10-12小时。
5.根据权利要求1所述的通过插氢改性MoO3制备高比表面积纯相α型碳化钼的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述碳源气体为甲烷与氢气的混合气体，所述混合气体中氢气体积百分比为75％-85％。
6.根据权利要求1所述的通过插氢改性MoO3制备高比表面积纯相α型碳化钼的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述碳化的具体步骤为，以5℃/min的升温速率升至300℃，然后以1
7.一种利用权利要求1-6任一项所述的制备方法所制备得到的高比表面积纯相α型碳化钼。
8.一种如权利要求7所述的高比表面积纯相α型碳化钼在低温水汽变换反应中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种通过插氢改性moo3制备高比表面积纯相α型碳化钼的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的通过插氢改性moo3制备高比表面积纯相α型碳化钼的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述盐酸的浓度为1-6mol/l，所述分散方式为超声分散。
3.根据权利要求1所述的通过插氢改性moo3制备高比表面积纯相α型碳化钼的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述金属粉末包括al、zn、fe中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的通过插氢改性moo3制备高比表面积纯相α型碳化钼的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述预还原处理的时间为10-12小时。
5.根据权利要求1所述的通...
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