[发明专利]一种二氧化碳加氢合成甲酸催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种Pd基金属材料，其特征在于，所述Pd基金属材料为Pd基单金属材料或Pd基双金属材料；

当所述Pd基金属材料为Pd基双金属材料时，第二金属为Fe, Co, Ni, Cu, Zn中的任一种；

所述Pd基金属材料其活性金属Pd及第二金属均为亚纳米或单原子分散状态负载于载体上；所述载体为氮掺杂的多孔碳材料，其比表面积为100-5000 m²/g，氮含量大于0但不超过60 wt.%；

以Pd基金属材料总重量计，Pd的含量在0.001 wt.%-20wt.%，第二金属的含量为0-40wt.%；

所述氮掺杂的多孔碳材料通过2,6-吡啶二甲腈（2,6-DCP）或7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷（TCNQ）作为前驱体制备得到；所述氮掺杂的多孔碳材料制备方法包括：将2,6-吡啶二甲腈或7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷与ZnCl₂固体粉碎混合，粉碎混合均匀后进行真空焙烧处理，待降至室温后，加入酸液中搅拌、过滤、洗涤处理后高温真空干燥处理即得。

2.权利要求1所述Pd基金属材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将氮掺杂的多孔碳材料浸渍于含Pd的前驱体溶液中，惰性气氛下搅拌，过滤、洗涤后经高温真空干燥处理后即得；

其中，当制备Pd基金属材料为Pd基双金属材料时，含Pd的前驱体溶液中还含有第二金属，所述第二金属为Fe, Co, Ni, Cu, Zn中的任一种。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，Pd的前驱体为含Pd的酸类或盐类，包括氯化钯、氯钯酸钾、硝酸钯、醋酸钯、三氟乙酸钯、乙酰丙酮钯、三苯基膦醋酸钯中的任意一种或多种；第二金属前驱体为含Fe、Co、Ni、Cu、Zn的氯化物、硝酸盐、硫酸盐以及相应的金属有机络合物中的任意一种。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气氛为氮气，搅拌处理温度可为室温或高温条件，处理时间控制为1-24小时，高温真空干燥处理具体条件为60-150℃真空干燥6-24小时。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氮掺杂的多孔碳材料通过2,6-吡啶二甲腈或7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷作为前驱体制备得到。

6.一种二氧化碳加氢合成甲酸的方法，其特征在于，所述方法包括向反应体系中加入权利要求1所述Pd基金属材料。

7.如权利要求6所述方法，其特征在于，所述方法包括：将权利要求1所述Pd基金属材料加入含碱的反应介质中，随后通入二氧化碳和氢气，在20-200℃和0.1-6 MPa下搅拌反应，即可得到甲酸盐产物。

8.如权利要求7所述方法，其特征在于，所述碱为无机碱或有机碱。

9.如权利要求8所述方法，其特征在于，所述无机碱包括碳酸盐、碳酸氢盐，所述有机碱包括有机胺。

10.如权利要求8所述方法，其特征在于，所述无机碱包括碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾，所述有机碱包括C₁-C₆的相应伯、仲、叔胺。