一种用于构筑高稳定低核原子簇催化剂的方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于构筑高稳定低核原子簇催化剂的方法和应用，属于催化剂合成及加氢反应应用领域。本发明专利技术催化剂是由气相SiO<subgt;2</subgt;分散的超小氧化物纳米颗粒作为载体，通过光场靶向定位策略将同核或异核金属原子中心沉积到氧化物纳米颗粒表面，通过控制沉积次数实现活性中心原子数目精准可调。该催化剂中低核原子簇中的各个原子之间存在较强的协同催化作用，因此有利于催化反应过程中的加氢转移和中间物种定向转化。同时超小氧化物纳米颗粒对表面的低核原子簇位点具有很强的限域锚定作用，在高温及加氢反应过程中表现出优异的稳定性。本发明专利技术制备的低核原子簇催化剂在CO/CO<subgt;2</subgt;加氢以及乙炔半加氢反应中展示出良好的催化性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于构筑高稳定低核原子簇催化剂的方法和应用，属于催化剂精细合成和碳转化应用领域。

技术介绍

1、co/co2催化加氢生产甲酸、甲醇、乙醇和高碳醇被认为是利用煤基合成气、生物质合成气以及温室气体co2合成高价值精细化学品最有前景的路线之一。在石化行业中，乙炔半加氢是消除乙烯、丙烯和丁烯原料中炔烃杂质最有效途径。然而，在加氢过程中中间活性物种的转化难以调控，容易生成副产物，对于后期的产品分离带来极大影响。为了抑制副反应的发生，已经开发了各种单原子催化剂以保证活性中心的单一性，从而提高目标产物的选择性。然而，随着活性位点降低为单原子构型，其解离的活性氢数量也急剧下降，导致单原子催化剂表现出较差的加氢活性，而提高反应温度以提高催化活性也将不可避免地导致单原子位点在高温和还原气氛下严重烧结和失活。

2、与单原子催化剂相比，低核原子簇(活性位点的原子数为2≤n≤5)催化剂具有高活性、高选择性和高稳定性集中的优势。低核原子簇催化剂在保持100％的原子利用率的前提下还提供额外的多个吸附位点。可以通过原子数的精准构建实现活性中心量子效应和电子能本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于构筑低核原子簇催化剂的制备方法，其特征在于，低核原子簇的原子数量为1、2、3、4、或5；包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中：

4.权利要求1-3任一项所述方法制备得到的一种低核原子簇催化剂。

5.根据权利要求4所述的低核原子簇催化剂，其特征在于，催化剂中的低核金属活性位点在载体上高度分散且原子数固定；原子数为1，2，3，4或5；催化剂中活性组分含量占催化剂总质量的0.001％～0.25％。

6.权利要求4或5所述的低核原子簇催化剂在催化加...

【技术特征摘要】

1.一种用于构筑低核原子簇催化剂的制备方法，其特征在于，低核原子簇的原子数量为1、2、3、4、或5；包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中：

4.权利要求1-3任一项所述方法制备得到的一种低核原子簇催化剂。

5.根据权利要求4所述的低核原子簇催化剂，其特征在于，催化剂中的低核金属活性位点在载体上高度分散且原子数固定；原子数为1，2，3，4或5；催化剂中活性组分含量占催化剂总质量的0.001％～0.25％。

6.权利要求4或5所述的低核原子簇催化剂在催化加氢领域中的应用。

7.一种催化co/co2加氢制甲酸、甲醇、乙醇和高碳醇的方法，其特征在于，所述方法中以权利要求4或5所述的低核原子簇催化剂作为加氢催化剂。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法是在权利要求4或5所述的低核原子簇催化剂中通入co/h2、co2/h2或c...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小浩，陈杰，胥月兵，刘冰，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：