[发明专利]一种镍铝复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种镍铝复合材料及其制备方法和应用，该镍铝复合材料中含有氧化铝、碳化镍和单质镍。该镍铝复合材料的制备方法包括：首先提供镍铝前驱体；然后对镍铝前驱体进行升温热处理后，进行氢还原处理；对氢还原处理后的镍铝前驱体进行降温处理；通入碳源对降温处理后的镍铝前驱体进行低温气相沉积，得镍铝复合材料；其中低温气相沉积的温度为200℃～300℃，沉积时间为30分钟～1440分钟。采用本发明的方法制备的镍铝复合材料能在较低温度下将工业废气中的丁烷完全氧化，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种镍铝复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

过渡金属碳化物是一种金属间填充型化合物，是由碳原子填隙式融进过渡金属的晶格中形成的。近年来，由于其独特的物理、化学及结构性能已经广泛的应用于光学、电子学及磁学等领域。尤其是过渡金属碳化物材料的高催化活性和选择性已经引起了人们的广泛关注，它将成为一类新的催化剂广泛应用于石油化工、汽车尾气处理等领域。

自上世纪六十年代研究人员发现碳化钨具有类似贵金属的电子结构和催化特性以来(Science,1973,181(4099):547-549.)，过渡碳化物的催化性能便引起了人们的兴趣。研究发现，过渡金属碳化物在催化加氢、催化脱氢、催化加氢脱硫、催化加氢脱氮、异构化、氨的分解、芳构化等很多领域都具有催化作用，其具有催化活性高、价格低廉、性能稳定、抗中毒等特点。

目前被广泛研究的金属碳化物主要包括碳化钒、碳化钼、碳化钨、碳化铁、碳化钛等。相比之下，碳化镍属于一种在催化领域中研究较少的过渡金属碳化物。碳化镍的制备方法目前主要为水热或溶剂热合成法，例如Yuji Goto等人通过将乙酰丙酮镍溶解在油胺中加热至200～320℃反应1～3小时得到了碳化镍纳米颗粒(Chemistry of Materials,2008,20(12):4156-4160.)。

此外，挥发性有机物(VOCs)通常是指在常温下饱和蒸汽压约大于70Pa，常压下沸点在50℃～260℃以下的有机化合物，或在常温常压下任何能挥发的有机固体或液体，常见的比如烷烃、芳烃、醚醇、卤代烃等。挥发性有机物的主要来源为化工或石化生产、建筑材料、室内装饰材料和生活及办公用品等。挥发性有机物是形成细颗粒物、臭氧等二次污染物的重要前体物，进而引发灰霾、光化学烟雾等大气环境问题。另外它还有高毒性、致癌等危害，目前已经引起了人们的广泛关注，对于它的治理也成为了一个十分重要而有意义的研究课题。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个主要目的在于提供一种新的镍铝复合材料及其制备方法，该复合材料组成和结构新颖，其中同时含有碳化镍和单质镍，进一步协同增加了催化性能，且制备方法简单，适用于大规模工业化生产。此外，本发明的镍铝复合材料还可以用于在较低温度下将工业废气中的丁烷完全催化氧化，具有很好的工业应用前景。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一个方面在于提供一种镍铝复合材料，镍铝复合材料中含有氧化铝、碳化镍和单质镍。

根据本发明的一个实施方式，镍铝复合材料的XPS图谱中包含3个Ni2p_3/2谱峰，对应的结合能分别位于854.0eV～854.2eV、856.3eV～856.5eV、859.1eV～859.3eV。