[发明专利]一种用于制备单质磷的负载型催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种用于制备单质磷的负载型催化剂，其特征在于：以碳纳米管为载体，与Co、P一起构成的CoP/CNTs非晶态合金，其各组分的质量百分比为Co 41.3～37.5％、P 4.7～6.8％、CNTs为余量。

2.根据权利要求1所述的用于制备单质磷的负载型催化剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

1)将碳纳米管载体进行纯化预处理、表面功能化修饰和管壁表面微量非晶态CoB的负载；

2)将可溶性钴盐和柠檬酸钠溶于去离子水中，然后加入硫酸铵、次磷酸钠和上述碳纳米管；

3)在温度为80℃～90℃水浴下，用氨水调节反应液pH为8～10，反应生成黑色粉末状沉淀物；

4)将沉淀物分离后用去离子水洗涤沉淀物至上清液达到中性，最后用无水乙醇洗涤并将沉淀物置于无水乙醇中保存，该沉淀物即为Co-P/CNTs非晶态合金。

3.根据权利要求2所述的用于制备单质磷的负载型催化剂的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管载体进行纯化预处理包括：1)将碳纳米管浸渍于2mol/L的氢氧化钠和0.018mol/L十二烷基硫酸钠混合溶液中，超声分散60分钟后，在温度为100℃下加热回流2小时，洗涤至中性后，在60℃下烘干；2)将上述碳纳米管再浸渍于浓硝酸和浓硫酸混合液中，浓硝酸和浓硫酸的浓度分别为68％和98％，其体积比为1∶1，超声分散60分钟后，在温度为120℃下加热回流6小时，用去离子水洗涤至中性后干燥。

4.根据权利要求2所述的用于制备单质磷的负载型催化剂的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管载体进行表面功能化修饰为：1)将预处理后的述碳纳米管浸渍于重量百分比浓度均为25％-28％的氨水中，超声处理15分钟后，在温度为100℃下加热回流2小时，然后用去离子水洗涤至中性、干燥；2)将上述碳纳米管再浸渍于0.25mol/L的柠檬酸溶液中，超声处理20分钟后，在温度为80℃下加热回流2小时，用去离子水洗涤至中性后干燥。

5.根据权利要求2所述的用于制备单质磷的负载型催化剂的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管载体进行管壁表面微量非晶态CoB的负载为：1)将功能化修饰后的碳纳米管置于0.40mol/L钴盐溶液中，超声分散20分钟后浸渍5个小时；2)在电磁搅拌下，加入0.30～0.50mL 0.50mol/L的硼氢化钾溶液，使碳纳米管上负载微量非晶态Co-B晶核，便于Co-P合金的沉积。

6.根据权利要求2所述的用于制备单质磷的负载型催化剂的制备方法，其特征在于：所述可溶性钴盐为硫酸钴、氯化钴或硝酸钴，反应液中Co²⁺离子的浓度为0.20～0.30mol/L。

7.根据权利要求2所述的用于制备单质磷的负载型催化剂的制备方法，其特征在于：所述柠檬酸钠在反应液中的浓度为0.30～0.50mol/L。

8.根据权利要求2所述的用于制备单质磷的负载型催化剂的制备方法，其特征在于：所述硫酸铵在反应液中的浓度为0.60～0.80mol/L。

9.根据权利要求2所述的用于制备单质磷的负载型催化剂的制备方法，其特征在于：所述次磷酸钠在反应液中的浓度为120～3.50mol/L。

10.根据权利要求2所述的用于制备单质磷的负载型催化剂的制备方法，其特征在于：所述调节反应液pH值和洗涤沉淀物所用氨水的重量百分比浓度均为25％～28％。