[发明专利]一种用于CO2

权利要求书

1.一种用于CO₂化学固定的高稳定性催化剂ZIF-8/CeO₂复合材料，其特征在于：ZIF-8/CeO₂复合材料中CeO₂为纺锤体状，ZIF-8颗粒均匀负载在CeO₂的外表面；ZIF-8/CeO₂复合材料为微纳米结构，且具有多级孔结构；其中ZIF-8颗粒具有微孔结构，CeO₂则具有介孔结构；其中ZIF-8颗粒的粒径为200-300nm，粒径均匀；其中纺锤体状的CeO₂的直径为1-2um、长8-12 um。

2.权利要求1所述的用于CO₂化学固定的高稳定性催化剂ZIF-8/CeO₂复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）制备纺锤体状CeO₂：将Ce(NO₃) ₃·6H₂O和尿素溶解在去离子水中，搅拌30~60min形成均相混合液；随后将混合液转移至不锈钢反应釜的聚四氟乙烯内衬中，在水热条件下晶化；将反应釜自热冷却至室温，随后经离心、超声洗涤和干燥处理得到白色粉末；将白色粉末置于马弗炉中在一定温度下煅烧，最后得到淡黄色粉末，即为CeO₂；

2）制备ZIF-8/CeO₂复合材料：将步骤1）所得的CeO₂粉末分散于一定量的甲醇溶液中，随后加入无机锌盐，在室温下搅拌1~2h得到分散液；将2-甲基咪唑的甲醇溶液缓慢加入分散液中并继续搅拌5~90min，反应结束后将反应液离心、超声洗涤和干燥，得到ZIF-8/CeO₂复合材料。

3.根据权利要求2所述的用于CO₂化学固定的高稳定性催化剂ZIF-8/CeO₂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述Ce(NO₃) ₃·6H₂O和尿素的水溶液的浓度分别是30mmol/L和80mmol/L，所述晶化温度为120℃，时间为8h。

4.根据权利要求2所述的用于CO₂化学固定的高稳定性催化剂ZIF-8/CeO₂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述干燥温度为60~80℃；干燥时间12h~36h；步骤1）中所述煅烧温度为600℃，煅烧时间为5h。

5.根据权利要求2所述的用于CO₂化学固定的高稳定性催化剂ZIF-8/CeO₂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述分散液中CeO₂的浓度为1~2wt%，甲醇的用量为2~10mL。

6.根据权利要求2所述的用于CO₂化学固定的高稳定性催化剂ZIF-8/CeO₂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述无机锌盐为六水合硝酸锌Zn(NO₃)₂•6H₂O、二水合醋酸锌Zn(OAc)₂•2H₂O或氯化锌中的至少一种。

7.根据权利要求2所述的用于CO₂化学固定的高稳定性催化剂ZIF-8/CeO₂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述无机锌盐与CeO₂的摩尔比为（0.1~3）：1；所述2-甲基咪唑的甲醇溶液中甲醇的用量为2~10mL。

8.根据权利要求2所述的用于CO₂化学固定的高稳定性催化剂ZIF-8/CeO₂复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述干燥的温度为80~110℃；干燥的时间为12h~18h。

9.权利要求1、2任一项所述的高稳定性催化剂ZIF-8/CeO₂复合材料在CO₂化学固定中的应用，其特征在于：用于二氧化碳和环氧化物的环加成反应中。