一种含羧基有机物辅助制备金属及高分散金属催化剂的方法，涉及一种高分散的负载型纳米金属催化剂制备方法，包括制备金属及相对应合金，制备金属、合金/复合氧化物，制备高分散金属、合金/载体负载型金属催化剂过程。整个制备过程没有废水产生，环境友好。当金属盐与含羧基的有机酸螯合物前驱体在惰性气氛条件下分解的过程中，缓慢释放出还原性气体，如CH4，CO，和H2，这些气体作为原位的还原剂能够还原螯合物中的金属阳离子，直接得到纯金属和合金，而不需要额外的还原流程，节省能源。采用该方法制备的高分散的金属Co/SiO2催化剂用于费脱合成反应，其反应活性为传统浸渍方法制备的金属Co/SiO2催化剂的四倍。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高分散的负载型纳米金属催化剂制备方法，特别是涉及一种。
技术介绍
现有文献中首次报道了一种柠檬酸参与的全新的溶胶-凝胶法一步直接制备金属Cu/ZnO催化剂以及高分散的金属Co/Si02负载型催化剂，而不需要额外的还原条件。所制备的金属Cu/ZnO以及Co/SiOjt化剂直接用于低温甲醇合成以及费脱合成反应。(文献:1.Study on the preparation of Cu/ZnO catalyst by sol-gel auto-combustionmethod and its application for low-temperature methanol synthesis.L.Shi,K.Taoj R.Q.Yang, F.Z.Mengj C.Xing, N.Tsubakij Applied Catalysis A:General 401 (2011) 46-55; 2.Surface impregnation combustion method to preparenanostructured metallic catalysts without further reduction: as-burnt Cu-ZnO/SiO2 catalyst for low temperature methanol synthesis.L.Shi, R.Q.Yang, K.Taoj Y.Yoneyamaj N.Tsubakij Catalysis Today.185，(2012) 54-60; 3.Studieson auto-combustion method to prepare Cu/ZnO and supported Cu_Zn0/Si02 catalystsfor low-temperature methanol synthesis.L.Shi, Y.S.Tan, N.Tsubakij RSCCatalysis Science & Technology, 2， (2012)， 2569-2577; 4.Surface ImpregnationCombustion Method to Prepare Nanostructured Metallic Catalysts without FurtherReduction: As-Burnt Co/Si02 Catalysts for Fischer—Tropsch Synthesis.L.Shi, K.Taoj T.Kawabataj T.Shimamuraj X.J.Zhang, N.Tsubakij ACS Catal.1，(2011)，1225-1233。)当所制备的柠檬酸与金属阳离子螯合后的前驱体在惰性气氛条件下焙烧的过程中，当温度范围在573-673K，来自于柠檬酸螯合物分解后产生的的014和H2作为原位的还原剂直接还原出金属Cu和Co。然而，采用此种溶胶凝胶法，催化剂的制备过程太过于复杂。而且，由于柠檬酸与金属阳离子螯合后的溶胶前驱体的粘度比较大，并不能完全扩散到载体内核的孔径中，导致了所制备的金属只能负载在载体表面，形成了核-壳结构，如图1所示。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，本专利技术为含羧基有机物辅助一步法直接制备金属，合金以及高分散负载型金属催化剂的方法。所制备出的高分散的Co/Si02金属催化剂展现出极佳的费脱反应活性，反应活性四倍于常规浸溃方法所制备的含有同样活性组分的Co/Si02催化剂。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:，所述方法包括以下过程:a.金属及合金的制备:选用金属及贵金属前躯体盐和含有羧基的有机酸或者葡萄糖、纤维素为原料，将金属前驱体与含有羧基的有机酸或者葡萄糖、纤维素物理混合，使用氨水调节pH值，120°C干燥后形成的粉末状前驱体，在惰性气氛条件温度范围300-500°C下焙烧，常温钝化后取出；得到金属及相对应的合金； b.金属、合金/复合氧化物制备:选用上述a中含有可以还原为金属、贵金属以及合金的前驱体盐与含有K，Ca，Ti, V, Cr, Mn, Zn, Zr, Al, Y, Mo以及La，Ce镧系稀土元素的盐类前驱体物理混合；并与含有羧基的有机酸或者葡萄糖、纤维素物理混合，使用氨水调节H值，120°C干燥后形成的粉末状前驱体，在惰性气氛条件温度范围300-500°C下焙烧，常温钝化后取出，得到相应金属、合金/复合物型材料； c.高分散金属、合金/载体负载型金属催化剂的制备:选用上述a中含有可以还原为金属、贵金属以及合金的前驱体盐溶解在水中，配成溶液，常规浸溃到载体表面，120°C干燥IOh ;把含有羧基的有机酸或者葡萄糖、纤维素配成水溶液，浸溃到干燥后的前驱体表面，再次120°C干燥10h，在惰性气氛条件，温度范围300-500°C下焙烧，常温钝化后取出，得到高分散金属、合金/载体负载型金属催化剂。所述的，所述金属及贵金属分别为 Cu, Ag, Au, Ni, Pt, Pd, Co, Rh, Ir, Fe, Ru。所述的，其所述前躯体盐为硝酸盐或者醋酸盐或含有上述金属元素的盐。所述的，其所述含有羧基的有机酸分别为甲酸，乙酸，丙酸，乙二酸，柠檬酸，氨基乙酸，EDTA，或者氨基酸。所述的，其所述惰性气氛为氩气或者氮气气氛。所述的，其所述载体分别为Al2O3, SiO2, ZrO2, TiO2, Fe2O3, MgO, Mn02, Cr2O3,或者含有不同硅铝比以及不同孔结构的分子筛；或者活性炭，碳管，石墨烯的碳材料。所述的，其所述前驱体在空气条件下，温度范围300-500°C下焙烧，使用H2还原，得到高分散的金属、合金/载体负载型金属催化剂。附图说明图1为溶胶-凝胶法所制备的负载型金属催化剂示意 图2为金属及合金的制备流程 图3为高分散的金属、合金/载体负载型金属催化剂的制备流程 图4为柠檬酸辅助法制备的高分散的Co/Si02金属催化剂TEM图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。金属及合金的制备:选用一种或者多种不同金属及贵金属(如Cu, Ag, Au, Ni, Pt,Pd，Co, Rh，Ir，Fe, Ru)前躯体盐类(可以是硝酸盐或者醋酸盐等含有上述金属元素的盐类)和含有羧基的某一种有机酸(如甲酸，乙酸，丙酸，乙二酸，柠檬酸，氨基乙酸，EDTA，或者氨基酸等等)或者葡萄糖、纤维素为原料。将金属前驱体与含有羧基的某一种有机酸或者葡萄糖(纤维素)常温物理混合，在空气中固相研磨10-60min，金属盐类的前驱体与有机酸的摩尔比为1/1至1/3。使用氨水调节至适当的pH值，pH值范围1.0-8.0，120°C干燥后形成的粉末状前驱体，在惰性气氛(如氩气或者氮气)条件温度范围300-50(TC下焙烧，(Cu，Ag，Au前驱体焙烧温度350°C ；Ni, Co, Fe前驱体焙烧温度500°C ；Pt, Pd，Rh，Ir, Ru前驱体焙烧温度400°C，在焙烧的过程中，螯合后的有机酸或者葡萄糖(纤维素)逐步分解，并缓慢释放出还原性气体，如CH4, H2, CO，这些气体作为原位的还原剂能够还原螯合物中的金属阳离子为纯金属。如使用两种或者两种以上金属盐的前本文档来自技高网...
【技术保护点】
含羧基有机物辅助制备金属及高分散金属催化剂的方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：??a．金属及合金的制备：选用金属及贵金属前躯体盐和含有羧基的有机酸或者葡萄糖、纤维素为原料,将金属前驱体与含有羧基的有机酸或者葡萄糖、纤维素物理混合，使用氨水调节pH值，120℃干燥后形成的粉末状前驱体，在惰性气氛条件温度范围300?500℃下焙烧，常温钝化后取出；得到金属及相对应的合金；b．金属、合金/复合氧化物制备：选用上述a中含有可以还原为金属、贵金属以及合金的前驱体盐与含有K，Ca，Ti,?V,?Cr,?Mn,?Zn,?Zr,?Al,?Y,?Mo以及La，Ce镧系稀土元素的盐类前驱体物理混合；并与含有羧基的有机酸或者葡萄糖、纤维素物理混合，使用氨水调节H值，120℃干燥后形成的粉末状前驱体，在惰性气氛条件温度范围300?500℃下焙烧，常温钝化后取出，得到相应金属、合金/复合物型材料；c．高分散金属、合金/载体负载型金属催化剂的制备：选用上述a中含有可以还原为金属、贵金属以及合金的前驱体盐溶解在水中，配成溶液，常规浸渍到载体表面,120℃干燥10h；把含有羧基的有机酸或者葡萄糖、纤维素配成水溶液，浸渍到干燥后的前驱体表面，再次120℃干燥10h,在惰性气氛条件，温度范围300?500℃下焙烧，常温钝化后取出,得到高分散金属、合金/载体负载型金属催化剂。...
【技术特征摘要】
1.含羧基有机物辅助制备金属及高分散金属催化剂的方法，其特征在于，所述方法包括以下过程: a.金属及合金的制备:选用金属及贵金属前躯体盐和含有羧基的有机酸或者葡萄糖、纤维素为原料，将金属前驱体与含有羧基的有机酸或者葡萄糖、纤维素物理混合，使用氨水调节pH值，120°C干燥后形成的粉末状前驱体，在惰性气氛条件温度范围300-500°C下焙烧，常温钝化后取出；得到金属及相对应的合金； b.金属、合金/复合氧化物制备:选用上述a中含有可以还原为金属、贵金属以及合金的前驱体盐与含有K，Ca，Ti, V, Cr, Mn, Zn, Zr, Al, Y, Mo以及La，Ce镧系稀土元素的盐类前驱体物理混合；并与含有羧基的有机酸或者葡萄糖、纤维素物理混合，使用氨水调节H值，120°C干燥后形成的粉末状前驱体，在惰性气氛条件温度范围300-500°C下焙烧，常温钝化后取出，得到相应金属、合金/复合物型材料； c.高分散金属、合金/载体负载型金属催化剂的制备:选用上述a中含有可以还原为金属、贵金属以及合金的前驱体盐溶解在水中，配成溶液，常规浸溃到载体表面，120°C干燥IOh ;把含有羧基的有机酸或者葡萄糖、纤维素配成水溶液，浸溃到干燥后的前驱体表面，再次120°C干燥10h，在惰性气氛条件，温度范围300-500°C下焙烧，常温钝化后取出，得...
【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，椿范立，肖林久，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：
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