[发明专利]一种核壳催化剂、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种核壳催化剂，其特征在于，包括MOFs和包覆在MOFs的孔道和空腔内的活性组分和助剂；

所述活性组分包括Cu元素；

所述助剂组分包括Zn元素、Cr元素中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的核壳催化剂，其特征在于，

所述活性组分与所述助剂的质量比为1：0.9～1.4；

所述活性组分与所述MOFs的质量比为1：12～15；

其中，所述活性组分的质量以其含有的Cu元素的质量计；

所述助剂的质量以其含有的Zn元素和Cr元素的质量之和计；

所述MOFs的质量以其自身的质量计。

3.根据权利要求1所述的核壳催化剂，其特征在于，所述MOFs为金属有机配体结构；

所述MOFs选自HKUST-1、MOF-5、MOF-74、ZIF-8、MIL-101中的至少一种；

优选地，所述有机配体选自均苯三甲酸、对苯二甲酸、2,5-二羟基对苯二甲酸、2-甲基咪唑中的至少一种；

优选地，所述金属选自Cu²⁺、Zn²⁺、Cr²⁺中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的核壳催化剂，其特征在于，所述催化剂的孔径为10.8～18.7nm；

所述催化剂的比表面积为130.0～195.2cm²/g。

5.权利要求1-4任一项所述核壳催化剂的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

将含有活性元素源、助剂元素源、有机配体的混合物经反应得到催化剂前驱体，将催化剂前驱体经过焙烧和还原，获得所述核壳催化剂。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述活性元素源包括铜源；

所述铜源选自硝酸铜、醋酸铜、氯化铜中的至少一种；

所述助剂元素源包括锌源、铬源中的至少一种；

所述锌源选自硝酸锌、醋酸锌、氯化锌、氧化锌中的至少一种；

所述铬源选自硝酸铬、氯化铬中的至少一种；

所述有机配体选自均苯三甲酸、对苯二甲酸、2,5-二羟基对苯二甲酸、2-甲基咪唑中的至少一种；

优选地，所述铜源、锌源或铬源、有机配体的摩尔比为1：0.5-1.5：0.5-2；

进一步优选地，所述铜源、锌源或铬源、有机配体的摩尔比为1：1：1.5；

其中，铜源的摩尔数以其含有的铜元素的摩尔数计算，锌源或铬源的摩尔数以其含有的锌或铬元素的摩尔数计算，有机配体的摩尔数以其自身的摩尔数计算。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述反应包括溶剂热法、水热法、混合法中的一种；

优选地，所述溶剂热法中，混合物还包括有机溶剂，所述有机溶剂选自乙醇、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种；

优选地，所述混合物中还包括水；

优选地，反应条件为：温度100-180℃，时间4-72小时；

优选地，先将含有锌源或铬源、有机配体的混合物经溶剂热法反应处理，再通过浸渍法将铜源浸渍获得催化剂前驱体；

优选地，所述混合法中，混合物还包括有机溶剂，所述有机溶剂选自乙醇、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种；

优选地，所述混合物中还包括水；

优选地，将所述混合物混合均匀；

优选地，还包括，将所述混合物混合均匀后，10-30℃下老化6-36小时；

优选地，所述水热法中，将所述混合物研磨混合均匀，经水热合成获得催化剂前驱体；

优选地，反应条件为：温度170-220℃，时间4-48小时。