[发明专利]双重微乳液反溶剂萃取法合成双活性中心催化剂的方法

说明书

本发明公开了一种双重微乳液反溶剂萃取法合成双活性中心催化剂的方法，包括将表面活性剂A、助表面活性剂B、油相C和溶解有双金属活性中心前驱体D的水溶液均匀搅拌形成单乳液E；将催化剂载体F与反溶剂萃取剂G混合均匀形成溶液H；将单乳液E逐滴滴加到溶液H中形成双重微乳液I；将双重微乳液I搅拌，静置，过滤得到固体产物J；将固体产物J干燥，焙烧后得到双活性中心催化剂。

技术领域

本发明涉及催化剂的制备方法，特别是涉及双活性中心催化剂的制备方法。

背景技术

双活性中心催化剂通常由两种不同的金属（金属-金属氧化物）构成，可根据有无载体分为负载型与非负载型。双活性中心催化剂广泛应用于诸多催化过程中，例如氧还原反应（ORR）、挥发性有机物（VOCs）降解、低碳醇合成、CO氧化和CO₂加氢等等。双活性中心催化剂的独特性能来源于两种不同功能活性位点之间的耦合。在许多情况下，双活性中心催化剂表面可以生成强大的协同作用，这种协同作用有助于活性中心组分发生电子或几何的变化，从而大幅度增强催化性能。

双活性中心之间距离的控制和紧密相邻分布是双活性中心催化剂制备的关键。双活性位点一般起到不同的功能，这意味着会在催化反应过程中各自生成不同的中间产物。而从一类活性位点上生成的中间产物，往往需要依靠溢流作用或者表面扩散到另一类活性位点上进行进一步的反应以生成最终产物。但是，如果双活性位点之间距离比较远，则中间体将无法高效地完成进一步的转化，那么就会导致最终的目标产物无法形成。相反，如果双活性位点更紧密相邻地分布在一起，则可以表现出更高的反应物转化率和更好的目标产物选择性。

传统的催化剂制备方法，比如浸渍法和共沉淀法难以满足该类催化剂双活性中心紧密相邻分布的制备要求。由于双活性中心元素之间存在热质传递速率差异与反应速率差异，在制备过程中会出现双活性中心彼此分离的现象。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种结合微乳液技术和反溶剂萃取技术而简便制备双活性中心催化剂的方法，可以显著提升双活性中心催化剂的催化活性。

具体制备过程为

（1）将质量分数为5%~15%的表面活性剂A、15%~30%的助表面活性剂B、40%~60%的油相C和5%~15%的溶解有双活性中心前驱体D的水溶液均匀搅拌10-60min形成单乳液E；

（2）将载体F与反溶剂萃取剂G混合均匀形成溶液H；

（3）将单乳液E逐滴滴加到溶液H中形成双重微乳液I；

（4）在10 ℃~50 ℃条件下，将双重微乳液I持续搅拌10~240min；停止搅拌，静置0.5~24h；将双重微乳液I固液分离得到固体产物J；

（5）将固体产物J干燥，焙烧后得到双活性中心催化剂。

所述表面活性剂A为聚乙二醇对异辛基苯基醚、十六烷基三甲基溴化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯山梨糖醇单油酸酯或山梨醇酐单油酸酯等。

所述助表面活性剂B为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、1-己醇、2-己醇、1-庚醇、2-庚醇、1-辛醇或2-辛醇等。

所述油相C为正己烷、环己烷、正庚烷或正辛烷等。

所述双金属活性中心前驱体D为醋酸盐或硫酸盐。

所述金属为铜Cu、锌Zn、铬Cr、锰Mn、铁Fe、钴Co、镍Ni、钙Ca、镧La。

所述催化剂载体F为氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、活性炭、碳纳米管或硅酸盐。

所述反溶剂萃取G为乙腈。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

（1）本发明的制备方法得到的双活性中心催化剂，双活性位点紧密相邻分布。