[发明专利]一种具有高稳定性的Pd/UiO-66-NH2材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种具有高稳定性的Pd/UiO-66-NH2材料及其制备方法和应用。

背景技术

近二十年，MOFs材料因其特殊的结构和在吸附、分离、催化、发光、磁性和非线性光学的潜在引用引起了大家的关注。他在均相催化方面也有广泛的应用。贵金属Pt、Pd、Au等因其良好的催化效果，但是贵金属纳米颗粒易发生团聚，且存在价格昂贵、难分离等缺点，抑制了其进一步的发展。MOFs的微晶和纳米晶结构是非常好的固定贵金属颗粒的载体。

XuQ报导ZIF-8负载Au纳米颗粒催化CO氧化反应，是首次报导MOF负载贵金属的参与气相反应，随后XuQ课题组又报导了一系列的MOF负载贵金属催化CO氧化反应。

Chang-JunLiu等报导了一系列MOF框架（如Cu(BTB)3，COP-4）负载贵金属在CO催化氧化中的催化效果，实验表明，Pd/MOF是一种高效的CO氧化催化剂。

ThomasE.Reichbb912012b报导通过采用不同微波法，可以将Pd颗粒负载在MIL-101表面甚至孔道内，研究表明，Pd纳米颗粒尺寸在4-6nm，其CO催化氧化的结果表明起催化效果的主要是镶嵌在孔道内Pd纳米颗粒。

自从Pd/MOF-5被报道以来，MOF-74,ZIF-8,MIL-101,MOF-177已经被作为载体研究，Zr基的MOFs因为其良好的热稳定性和化学稳定性，提升了他们在工业化应用的潜力，采用一种稳定的Zr基的MOFs负载小颗粒Pd并将其运用于CO氧化将有十分重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种具有高稳定性的Pd/UiO-66-NH2材料及其制备方法和应用，UiO-66-NH₂具有较好的热稳定性和化学稳定性，Pd颗粒在4nm左右，并且分布均匀，在低的催化剂量下，具有较好的CO催化氧化效果，催化剂100%转化率可以维持在100h以上。

所述的一种具有高稳定性的Pd/UiO-66-NH₂材料，其特征在于载体为Zr₆O₃₂次级结构单元，其载体分子式为[Zr₆O₄(OH)₄(O₂C–C₆NH₃–CO₂)₆]，负载的贵金属为Pd。

所述的一种具有高稳定性的Pd/UiO-66-NH₂材料，其特征在于负载的Pd的颗粒大小为2-6nm，优选为4nm。

所述的具有高稳定性的Pd/UiO-66-NH₂材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

1）将5-氨基对苯二甲酸和氯化锆溶解于N，N二甲基甲酰胺中，进行水热反应，过滤，洗涤，真空干燥得到UiO-66-NH₂；

2）将Pd(acac)₂(乙酰丙酮钯)的DMF溶液滴加到UiO-66-NH₂的DMF溶液中，混合超声后转移至圆底烧瓶搅拌，滴加NaBH₄溶液还原，搅拌、过滤、洗涤、干燥，得到粉末产品Pd/UiO-66-NH₂材料。

所述的具有高稳定性的Pd/UiO-66-NH₂材料的制备方法，其特征在于步骤1）中水热温度为110-130℃，反应时间为2860-2900min。

所述的具有高稳定性的Pd/UiO-66-NH₂材料的制备方法，其特征在于步骤1）中水热温度为120℃，反应时间为2880min。

所述的具有高稳定性的Pd/UiO-66-NH₂材料的制备方法，其特征在于步骤2）中NaBH₄与Pd(acac)₂的投料摩尔比为8-12：1，优选为10：1。

所述的具有高稳定性的Pd/UiO-66-NH₂材料的制备方法，其特征在于步骤2）中洗涤溶剂为任意比的N,N二甲基甲酰胺和乙醚混合物。

所述的具有高稳定性的Pd/UiO-66-NH₂材料的制备方法，其特征在于步骤1）和步骤2）中真空干燥箱温度均为75-85℃，干燥时间为2.5-3.5h。