[发明专利]一种制备负载型金属钴基催化剂的方法

摘要

本发明一种制备负载型金属钴基催化剂的方法，涉及包含钴的催化剂，利用微波水热法一步制备含有锌的氧化物的铝酸钴‑电气石复合材料，再将所得复合材料置于还原气氛还原，得到掺杂氧化锌的钴/铝酸钴‑电气石复合材料的负载型金属钴基催化剂，本发明方法以电气石为载体，充分利用了电气石自发极化以及掺杂金属助剂氧化物提高Co的分散度，进一步提高负载型金属钴基催化剂的催化活性，克服了现有技术存在的所制得的钴基催化剂产品均为不规则状颗粒，团聚现象严重，制备工艺耗时长，操作复杂的缺陷。

主权项

1.一种制备负载型金属钴基催化剂的方法，其特征在于：利用微波水热法一步制备含有锌的氧化物的铝酸钴‑电气石复合材料，再将所得复合材料置于还原气氛还原，得到掺杂氧化锌的钴/铝酸钴‑电气石复合材料的负载型金属钴基催化剂，具体步骤如下：第一步，电气石的处理：按质量比为电气石∶去离子水∶助磨剂＝1∶1～2∶0.01～0.05量取所需量的电气石、去离子水和助磨剂，在常温常压下，将量取的电气石、去离子水和助磨剂一起置于砂磨机中研磨1～3h，保持磨料温度范围在0～20℃，然后将研磨产物用去离子水洗涤，于60～80℃烘干6～12h，500～800℃条件下焙烧3～5h，制得粉末状电气石，备用；第二步，反应物原料混合液的配制：称取所需用量的可溶性钴盐、可溶性铝盐和可溶性锌盐溶于去离子水中，使钴离子的浓度为0.1mol/L～0.5mol/L，三种金属离子的摩尔比为钴离子∶铝离子∶锌离子＝5～9∶20∶1～5，恒温30～60℃下搅拌0.5～3h，配制得到溶液A；取上述第一步制得备用的电气石粉末分散于上述配制得到的溶液A中，该电气石粉末与上述所用金属盐的总量之间的质量比为1∶10～15，恒温30～60℃下搅拌0.5～3h，配制得到混合液B；将混合液B调节至pH＝10～13，恒温60～90℃下搅拌0.5～3h，最终配制得到反应物原料混合液；第三步，微波水热处理制得含有锌的氧化物的铝酸钴‑电气石复合材料：将上述第二步配制得到的反应物原料混合液置于水热釜中，控制水热釜的填充度为50％～70％，然后将该水热釜放入微波水热设备中，温度设定为190～250℃，压力为3～6MPa，反应时间为2～6h，反应结束后自然冷却至室温，至此完成微波水热法反应，打开水热釜，取出微波水热法反应产物，用去离子水抽滤洗涤至中性，再用无水乙醇洗涤，置于干燥箱中在60～90℃下，干燥6～24h，研磨至粉末状，第四步，还原金属钴制得负载型金属钴基催化剂：还原金属钴：制得掺杂氧化锌的钴/铝酸钴‑电气石复合材料：将上述第三步所制得的含有锌的氧化物的铝酸钴‑电气石复合材料置于管式气氛炉中，通入还原性气体，温度设定为400～900℃，反应时间为6～18h，待反应结束后自然冷却至室温，由此制得由掺杂氧化锌的钴/铝酸钴‑电气石复合材料组成的负载型金属钴基催化剂。