[发明专利]高分散金属材料及用途

说明书

本发明公开一种高分散金属材料的制备方法及用途，包括如下内容：高分散金属材料由(a)0.1～5份活性组分和(b)95～99.9份石墨烯材料组成；材料制备方法如下：将石墨烯分散在有机溶剂中，引入活性组分的金属盐，搅拌并加入一定量还原剂，之后微波处理，得到的不溶物经过滤、洗涤及干燥后，即得到高分散金属材料。此材料具有金属分散度高、尺寸小、载体无酸性，在用于低碳烷烃脱氢或有机液体储氢材料脱氢反应时，具有高活性和高稳定性。

技术领域

本发明公开一种高分散金属材料，此材料可用于低碳烷烃脱氢、有机液体储氢材料脱氢及其它脱氢反应。

背景技术

石墨烯是已知材料中最薄的一种，非常牢固坚硬。完美的石墨烯具有理想的二维晶体结构，它由六边形晶格组成，其中的每个碳原子通过δ键与其它三个碳原子相连接。相比于其他碳材料，石墨烯具有更优异的电子传输能力和大的比表面积，以及较低制备成本，使其成为理想的模板来负载纳米催化剂。

迄今为止，科学家在石墨烯做载体的催化剂方面做了许多工作，发现石墨烯做载体时催化剂的催化性能高于以其它碳材料做载体的催化剂性能。

CN103007963A公开了一种以石墨烯为载体的双金属纳米合金复合材料的制备方法，是以贵金属N盐(N＝Pd，Pt)和过渡金属M盐(M＝Co，Ni，Cu)为前驱体、以氧化石墨烯为基体，采用还原剂还原组分，最后通过洗涤，过滤，干燥，研磨，焙烧，获得高纯度石墨烯复合双金属纳米材料。

CN201010515131公开了一种纳米金-氧化石墨烯纳米复合材料的制备方法，所述制备方法包括：制备4-氨基苯硫醇/正己硫醇保护的纳米金；制备氧化石墨烯；将所述纳米金与氧化石墨烯连接制备纳米金-氧化石墨烯纳米复合材料；所述连接的步骤包括：将所述氧化石墨烯片状材料分散于二甲亚砜溶液中，超声30-120分钟后形成稳定的氧化石墨烯悬浮溶液；将纳米金的二甲亚砜溶液缓慢加入到上述氧化石墨烯悬浮溶液中，搅拌3-4天；离心收集的沉淀用甲苯洗涤，在纯水中超声30-60分钟后得到纳米金-氧化石墨烯纳米复合材料的水溶液。根据本发明的方法反应条件温和，且最终的复合材料保持了两者的结构完整性，保留了氧化石墨烯上的各种官能团。

CN201110148049.8公开了一种纳米金/氧化石墨烯复合材料及其制备方法，以增强材料的导电性。所述纳米金/氧化石墨烯复合材料的制备方法为，以分散在水相中的氧化石墨烯为载体，在其表面通过原位直接还原氯金酸生成颗粒分布均匀的纳米金颗粒，得到纳米金/氧化石墨烯复合材料。优选，在剧烈搅拌条件下，在氧化石墨烯与HAuCl₄充分混合的分散液中，加入硼氢化钠，使HAuCl₄还原，得到纳米金/氧化石墨烯复合材料。本发明实验条件简单、操作方法简易，实验过程中未添加保护剂；制备得到的纳米金颗粒绝大部分均修饰在GO表面，且形状规则、状态稳定、粒径分布均匀，纳米金修饰在GO表面可以增强GO的导电性和生物相容性。

上述专利在制备石墨烯负载金属方面均取得了一定的成果，但是在制备石墨烯载金属催化剂时使用的是最常用的两步还原法，即先把氧化石墨烯(GO)还原成石墨烯，然后在石墨烯上还原沉积Pt纳米粒子。这种方法步骤繁多、制备时间长且有机溶剂和还原剂使用较多。更为重要的是，第一步中氧化石墨烯还原成石墨烯后由于范德华力作用很容易发生堆积，发生堆积后的石墨烯难以在水溶液和有机溶剂中分散均匀，导致第二步在其上还原沉积Pt时不能保证Pt纳米颗粒的分散均匀性，从而影响催化剂的性能，最终影响其应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有制备方法存在的活性组分与载体结合力小、分散不好的问题，利用该方法制备的材料在用于低碳烷烃脱氢或有机液体储氢材料脱氢反应时，催化剂具有Pt分散度高、载体无酸性、反应过程基本无结焦，活性高和稳定性高的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种高分散金属材料，以重量份数计，包括以下组分：

(a)0.1～5份活性组分；