一种钛单原子锚定二氧化硅催化剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种钛单原子锚定二氧化硅催化剂的制备方法及其应用。在二氧化硅合成体系中，当二氧化硅形貌构筑完成之后，向反应体系引入钛源，将形貌构筑完的二氧化硅作为载体通过一步法，将钛原子以孤立金属单原子的形式锚定在二氧化硅上，得到钛单原子锚定二氧化硅催化剂。本发明专利技术具有制备工艺简便、钛单原子负载量高及结构稳定性优异等显著优势，在催化氧化脱硫反应中展现出卓越的催化性能，并具备良好的循环使用特性；此外，催化剂载体表面富含大量极性官能团（Si‑OH与Ti‑OH），能够高效吸附具有较大极性的氧化含硫化合物，该催化体系无需引入萃取步骤即可实现二苯并噻吩的一步法高效去除，显著降低了工业应用过程中的操作成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钛单原子锚定二氧化硅催化剂，特别是一种钛单原子锚定二氧化硅催化剂的制备方法及其应用。

技术介绍

1、单原子催化剂具有原子级催化中心、高原子利用率及优异配位环境，在多种催化反应中展现独特活性和选择性，在氧化脱硫领域应用前景广阔。无锐钛矿的钛硅分子筛ts-1是典型的ti基单原子催化剂（ti-sacs），显示出良好ods催化性能。然而，在非均相固液催化体系中，ts-1的ti(osi)4位点由于受限于刚性沸石骨架，其配位结构高度受限，导致活性位点可及性较低，ods催化效率不理想。同时，ts-1的微孔孔径（<0.56 nm）会引发显著的传质限制，尤其是对于大分子硫化物，其扩散阻力严重制约了反应物与活性位点的接触，进一步降低了ods性能。

2、相比之下，多孔二氧化硅基钛单原子催化剂在结构和组成方面表现出更大的灵活性，可克服分子筛在活性中心可及性方面遇到的限制。然而，常规的二氧化硅载体外表面积有限，导致钛单原子负载量不足且钛物质容易团聚生成二氧化钛，使得催化剂的催化活性和原子利用率急剧下降。因此，急需寻找最大化外表面积的二氧化硅材料在本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种钛单原子锚定二氧化硅催化剂的制备方法，其特征在于：在二氧化硅合成体系中，当二氧化硅形貌构筑完成之后，向反应体系引入钛源，将形貌构筑完的二氧化硅作为载体通过一步法，将钛原子以孤立金属单原子的形式锚定在二氧化硅上，得到钛单原子锚定二氧化硅催化剂。

2.根据权利要求1所述的钛单原子锚定二氧化硅催化剂的制备方法，其特征在于：所述形貌构筑完的二氧化硅为层次中空二氧化硅球、纤维纳米二氧化硅球、中空二氧化硅纳米管或2D通道二氧化硅。

3.根据权利要求1所述的钛单原子锚定二氧化硅催化剂的制备方法，其特征在于：所述钛单原子锚定二氧化硅催化剂中钛单原子的质量分数为0.1-5%...

【技术特征摘要】

1.一种钛单原子锚定二氧化硅催化剂的制备方法，其特征在于：在二氧化硅合成体系中，当二氧化硅形貌构筑完成之后，向反应体系引入钛源，将形貌构筑完的二氧化硅作为载体通过一步法，将钛原子以孤立金属单原子的形式锚定在二氧化硅上，得到钛单原子锚定二氧化硅催化剂。

2.根据权利要求1所述的钛单原子锚定二氧化硅催化剂的制备方法，其特征在于：所述形貌构筑完的二氧化硅为层次中空二氧化硅球、纤维纳米二氧化硅球、中空二氧化硅纳米管或2d通道二氧化硅。

3.根据权利要求1所述的钛单原子锚定二氧化硅催化剂的制备方法，其特征在于：所述钛单原子锚定二氧化硅催化剂中钛单原子的质量分数为0.1-5%。

4.根据权利要求1所述的钛单原子锚定二氧化硅催化剂的制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：

5.根据权利要求4所述的钛单原子锚定二氧化硅催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，向100 ml a品中加入0.3-15ml过氧钛酸溶液，搅拌反应20-40 min，得b品。

6.根据权利要求4所述的钛单原子锚定二氧化硅催化剂的制备方法，其特征在于：所述过氧钛酸溶液通过以下方法制备：将1-3 g硫酸氧钛水合物在15-25℃下完全溶解在20-30...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨万亮，杨雪，曾霞，刘可，万珍玉，陈敏敏，周彦名，幸国辉，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：