[发明专利]一种掺氮石墨炭负载Co@Ru核壳双金属催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及催化剂制备领域，公开了一种掺氮石墨化生物炭负载Co@Ru核壳结构双金属催化剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将Co和Ru前驱体溶液加入尿素溶液中；(2)在步骤(1)中得到的溶液中加入生物炭，湿法浸渍后干燥处理；(3)将步骤(2)中的干燥后的样品放入管式炉中加热一段时间后冷却处理；(4)将步骤(3)中冷却后的样品研磨，得到所述双金属催化剂。本发明有效解决了双金属催化剂中贵金属的用量大、成本高的问题。

技术领域

本发明属于催化剂制备领域，更具体地涉及一种掺氮石墨化生物炭负载Co@Ru核壳结构双金属催化剂的制备方法。

背景技术

能源和环境问题近年来受到了越来越多人们广泛的关注。氢能的研究和使用会为我们带来一个零污染的环境友好型社会，作为零碳能源，氢能是化石能源和可再生能源之间过渡和转换的桥梁。然而，氢能在实际应用过程中存在着一个主要的问题，即氢气的储存和运输问题。液态有机氢载体(LOHC)是利用液体有机物在不破坏有机物主体结构的前提下通过加氢和脱氢可逆过程来实现氢气储运技术，可利用现有油气设施，实现长距离运输和储存，解决了高压储氢和天然气管道输送等方式存在的问题，是最具发展潜力的氢气低价储运技术之一。NEC作为一种新型液相储氢材料，具有相对较高的储氢容量(5.8wt％)和良好的应用前景，但加氢反应通常在较高的温度和氢压下进行，还需进一步优化加氢催化剂以获得较优的加氢催化效果。

在NEC加氢反应中，一般采用负载型金属催化剂如：Ru、Rh、Pd等。最近研究表明，在单金属催化剂中引入其他金属作为第二种金属后，两种金属间的协同作用能够明显提高催化剂的活性和稳定性。但由于引入贵金属作为第二种金属，成本较高，使用非贵金属如Co、Ni等构造双金属催化剂以提高催化剂的催化性能，并减少贵金属的用量尤为重要，这种材料可以提供比纯贵金属更便宜的选择。

发明内容

为解决现有技术双金属催化剂中贵金属的用量大、成本高的问题，本发明提供一种掺氮石墨化生物炭负载Co@Ru核壳结构双金属催化剂的制备方法。

本发明采用的具体方案为：一种掺氮石墨化生物炭负载Co@Ru核壳结构双金属催化剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将Co和Ru前驱体溶液加入尿素溶液中；

(2)在步骤(1)中得到的溶液中加入生物炭，湿法浸渍后干燥处理；

(3)将步骤(2)中的干燥后的样品放入管式炉中加热一段时间后冷却处理；

(4)将步骤(3)中冷却后的样品研磨，得到所述双金属催化剂。

所述步骤(1)中Co和Ru前驱体溶液为Co与Ru按重量比为1:4的溶液。

所述步骤(2)中生物炭的规格为150-250目。

所述步骤(2)中湿法浸渍的时间为6～18h。

所述步骤(2)中干燥处理的方式为采用烘箱烘干。

所述步骤(3)中将干燥后的样品放入氮气氛围的管式炉中。

所述氮气的流量为10～150mL/min。

所述步骤(3)中将干燥后的样品放入氮气氛围的管式炉中以10℃/min的升温速率升高至400～700℃并保持1～5h。

所述步骤(3)中冷却处理的条件是在氮气氛围中冷却。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：