[发明专利]一种高稳定性的核壳结构双金属铜基催化剂的制备方法及其应用有效
申请号: | 201910426734.9 | 申请日: | 2019-05-22 |
公开(公告)号: | CN109999812B | 公开(公告)日: | 2020-02-14 |
发明(设计)人: | 赵鹬;贠宏飞;李宁;周飞;李贵贤 | 申请(专利权)人: | 兰州理工大学 |
主分类号: | B01J23/75 | 分类号: | B01J23/75;B01J23/755;B01J35/10;C07C29/149;C07C31/20 |
代理公司: | 61244 西安汇恩知识产权代理事务所(普通合伙) | 代理人: | 张伟花 |
地址: | 730050 甘肃*** | 国省代码: | 甘肃;62 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 核壳结构 复合氧化物 铜基催化剂 骨架结构 双金属 双金属复合氧化物 共沉淀反应 高稳定性 金属硅 基底 制备 焙烧 催化氧化反应 催化活性 高度分散 隔离作用 过滤水洗 加氢反应 金属原子 使用寿命 铜催化剂 铜原子 正丁醇 包覆 烘干 嵌入 应用 蒸发 外部 移动 阻碍 | ||
1.一种高稳定性的核壳结构双金属铜基催化剂的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、将金属源用硝酸水溶液溶解得到金属源溶液,将硅源用去离子水溶解得到硅源溶液a;将金属源溶液和硅源溶液a等速度的滴加到温度为90℃的去离子水中,边滴加边搅拌进行共沉淀反应,滴加结束后继续搅拌30min,然后在温度为90℃的密封条件下静止老化12h,得到金属硅复合氧化物;所述金属源为钴源或镍源;
步骤二、将铜源用硝酸水溶液溶解得到铜源溶液,将硅源用去离子水溶解得到硅源溶液b;将铜源溶液和硅源溶液b等速度的滴加到步骤一中得到的金属硅复合氧化物中,边滴加边搅拌进行共沉淀反应,滴加结束后继续搅拌30min,然后在温度为90℃的密封条件下静止老化12h,得到核壳结构双金属复合氧化物;所述铜源溶液和硅源溶液b通过共沉淀反应形成CuSiO复合氧化物包覆在所述金属硅复合氧化物的外侧;
步骤三、将步骤二中得到的核壳结构双金属复合氧化物重复循环进行过滤和水洗操作5次后,加入正丁醇将水洗后的核壳结构双金属复合氧化物完全浸没后,搅拌分散均匀,然后在温度为80℃的水浴中蒸发12h~24h,得到固体物质,将固体物质在温度为120℃的条件下烘干12h~24h后,再将烘干后的固体物质在空气气氛中进行焙烧,得到核壳结构双金属铜基催化剂;所述焙烧的条件为:以1℃/min的升温速率从常温升至400℃~550℃,然后恒温焙烧3h。
2.根据权利要求1所述的一种高稳定性的核壳结构双金属铜基催化剂的制备方法,其特征在于,步骤一中所述钴源为硝酸钴、硫酸钴或氯化钴;所述镍源为硝酸镍、硫酸镍或氯化镍;步骤一和步骤二中所述硅源均为硅酸钠;步骤二中所述铜源为硝酸铜、硫酸铜、氯化铜或醋酸铜。
3.根据权利要求1所述的一种高稳定性的核壳结构双金属铜基催化剂的制备方法,其特征在于,步骤一中所述金属源溶液和步骤二中所述铜源溶液的pH值均为2~6。
4.根据权利要求1所述的一种高稳定性的核壳结构双金属铜基催化剂的制备方法,其特征在于,步骤一中向去离子水中滴加的金属源溶液中金属原子与硅源溶液a中硅原子的摩尔比为(0.1~1):1;步骤二中向金属硅复合氧化物中滴加的铜源溶液中铜原子与硅源溶液b中硅原子的摩尔比为(0.1~1):1;步骤二中所述核壳结构双金属复合氧化物中金属原子与铜源溶液中铜原子的摩尔比为(0.5~5):1。
5.根据权利要求1所述的一种高稳定性的核壳结构双金属铜基催化剂的制备方法,其特征在于,步骤一中向去离子水中滴加的金属源溶液中金属原子与硅源溶液a中硅原子的摩尔比为0.2:1;步骤二中向金属硅复合氧化物中滴加的铜源溶液中铜原子与硅源溶液b中硅原子的摩尔比为1:1;步骤二中所述核壳结构双金属复合氧化物中金属原子与铜源溶液中铜原子的摩尔比为0.2:1。
6.根据权利要求1所述的一种高稳定性的核壳结构双金属铜基催化剂的制备方法,其特征在于,步骤二中所述铜源溶液和硅源溶液b的滴加到步骤一中得到的金属硅复合氧化物中的速度均为100滴/min。
7.根据权利要求1所述的一种高稳定性的核壳结构双金属铜基催化剂的制备方法,其特征在于,步骤三中所述核壳结构双金属铜基催化剂的比表面积为335 m2/g~399m2/g。
8.根据权利要求1所述一种高稳定性的核壳结构双金属铜基催化剂的制备方法制备的核壳结构双金属铜基催化剂的应用,其特征在于,所述核壳结构双金属铜基催化剂用于催化加氢反应。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述加氢反应为草酸二甲酯加氢制备乙二醇的反应。
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