CN106732619A - 一种合成CoGa合金高指数晶面的方法 - Google Patents
一种合成CoGa合金高指数晶面的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106732619A CN106732619A CN201611037622.7A CN201611037622A CN106732619A CN 106732619 A CN106732619 A CN 106732619A CN 201611037622 A CN201611037622 A CN 201611037622A CN 106732619 A CN106732619 A CN 106732619A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coga
- catalyst
- hydrotalcite precursor
- stone veneer
- crystal face
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 27
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 claims abstract description 21
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 claims abstract description 21
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical group [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 23
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 18
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 7
- 125000001967 indiganyl group Chemical group [H][In]([H])[*] 0.000 claims description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 4
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 3
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 3
- 125000005587 carbonate group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 229910000807 Ga alloy Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 abstract 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 14
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 14
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 13
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- CHPZKNULDCNCBW-UHFFFAOYSA-N gallium nitrate Inorganic materials [Ga+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O CHPZKNULDCNCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 7
- 229910009112 xH2O Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011943 nanocatalyst Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 2
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000005120 petroleum cracking Methods 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910000611 Zinc aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N alumane;zinc Chemical compound [AlH3].[Zn] HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910001676 gahnite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007327 hydrogenolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000004758 underpotential deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/005—Spinels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/825—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with gallium, indium or thallium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/391—Physical properties of the active metal ingredient
- B01J35/393—Metal or metal oxide crystallite size
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
一种由水滑石前体焙烧还原的方法控制暴露的非贵金属合金高指数晶面的方法，属于负载型非贵金属合金催化剂晶面控制技术领域。本发明通过双滴共沉淀的方法制备出Co和Ga均分散的CoZnGaAl‑LDHs前体，经过高温焙烧还原可以控制负载型CoGa合金催化剂暴露的晶面，并且可以通过调变水滑石前体中Co和Ga的比例，控制负载型CoGa合金催化剂中Co的电子结构。使用本方法操作简单，易于控制，CoGa合金催化剂中暴露的CoGa晶面以及Co的电子结构均可控。
Description
技术领域
本发明属于负载型非贵金属合金催化剂晶面控制技术领域，特别是提供了一种催化剂合金高指数晶面合成的控制方法。
背景技术
负载型金属催化剂在加氢、氢解、异构、合成氨等多种工业反应中较高的催化活性和选择性得到了广泛的关注。由于贵金属纳米材料独特的物理化学性质，在众多催化反应中体现出优异性能，但由于其固有的稀缺特性和高昂成本，使得贵金属替代研究成为国际催化领域的重要发展方向之一。对金属纳米催化剂的使用效率调控主要是通过两种途径来实现的：一是增大其比表面积，在催化剂质量一定的情况下，提高比表面积相应能使其质量活性得到显著提高，如制备尺寸更小或者具有多孔结构的贵金属纳米催化剂就属于这种调控途径。二是调控催化剂的表面结构，即改变其表面原子排布以达到调控其催化活性的目的。对金属纳米催化剂纳米晶体的表面结构进行调控，从根本上改变金属纳米催化剂表面原子的催化活性。这种途径不仅可以加速反应的进行，也可以改善催化反应的选择性。例如，在以Pt作为重要催化剂的石油裂解工业中，不同的Pt晶面对石油裂解反应表现出不同的选择性。在催化正己烷的反应中，Pt(111)晶面上的产物主要以苯为主，而在Pt(100)晶面上则是正己烷异构化产物为主，这种选择性上的差异主要是由金属纳米催化剂表面结构差异所导致的(Opportunities in Chemistry.National Academy Press,1985.240–243)。
目前表面由高指数晶面裸露的金属纳米晶体主要是贵金属纳米晶体，合成的方法主要是电化学方法、“帽”式试剂保护法、欠电位沉积原子层保护法、动力学调控方法、氧化刻蚀溶解再生长法以及模板法。
本发明开发了一种由水滑石前体焙烧还原的方法控制暴露的非贵金属合金高指数晶面的方法。水滑石是由层间阴离子与带正电荷金属层板有序组装而形成的化合物，其结构类似于水镁石Mg(OH)2，水滑石层板主要由两种或两种以上的二价和三价的金属阳离子组成。水滑石因具有主体层板金属离子组成可调变性、金属离子比例在一定范围内可调变性、层板金属阳离子在层板高分散以及层板金属元素受限于层板晶格内等特性，可以实现对负载型金属合金的种类、比例、晶面等特性的调变和控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非贵金属合金CoGa暴露高指数晶面催化剂的合成方法，以水滑石作为前体，利用水滑石层板金属离子组成可调，金属阳离子在层板高度分散且受限于层板晶格内的特性，将Co和Ga同时引入水滑石层板，并高度分散于水滑石层板中，经过高温焙烧还原，水滑石前体通过原位的拓扑转变形成CoGa合金，通过对前体形貌、高温焙烧还原条件的调变，实现对CoGa合金催化剂暴露晶面的控制。
本发明的水滑石前体为[M2+ (1-x)M3+ x(OH)2]x+[An-]x/n·mH2O，水滑石层板二价阳离子选择Zn2+或Mg2+，三价阳离子选择Al3+，进入层板间的金属活性中心离子为Co2+和Ga3+，其中进入水滑石层板金属活性中心离子Co2+和Ga3+的总摩尔数与水滑石层板中二价阳离子和三价阳离子之和摩尔比为(0～10)：1，且不为0，水滑前驱所有二价金属阳离子(即金属活性中心离子Co2+和水滑石层板中二价阳离子)与水滑石前体所有三价金属阳离子(即金属活性中心离子Ga3+和水滑石层板中三价阳离子)摩尔比为(2～5)：1，将水滑石前体在H2气氛中还原，还原温度控制在400℃～850℃(优选800℃)，还原时间控制在5min～6h，升温速率控制在2-10℃/min，优选5℃/min，即可得到暴露CoGa合金高指数晶面(221)的催化剂。
水滑石前体的阴离子优选为碳酸根，进一步优选制备水滑石前体的沉淀剂为氢氧化钠、尿素，进一步优选氢氧化钠。
优选Co2+和Ga3+的摩尔比为1:(1-0.2)。
优选在800℃、升温速率控制在5℃/min、还原时间为4小时得到CoGa合金晶面全部(221)。
本发明具有如下优点：
1.本发明催化剂由均分散的金属纳米颗粒CoGa合金，载体由锌氧化物和锌铝尖晶石组成。该催化剂由水滑石前体焙烧还原制得，所选用的水滑石层板二价阳离子Co和Zn、三价阳离子Ga和Al，其摩尔比为M2+/M3+＝2～5，Co2+、Ga3+与Zn2+、Al3+摩尔比为(0～10)。利用水滑石层板金属阳离子组成可调，控制了催化剂的金属活性中心元素。利用水滑石层板均分散，原位还原制备了均分散的CoGa合金催化剂，实现催化剂均分散。利用水滑石层板金属离子比例可调控性的特点，制备负载量和组成比例可调的均分散负载型金属催化剂，
2.通过调变水滑石焙烧还原的升温速率和温度，来实现对CoGa合金催化剂晶面的控制。
3.利用不同的水滑石前体的合成方法制备出不同形貌的水滑石前体，从而控制催化剂中CoGa合金催化剂高指数晶面的比例。
附图说明
图1本发明实施案例1和实施案例2中合成的(a)CoZnGaAl-CO3-LDH(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:0.6:2.2)；(b)CoZnGaAl-CO3-LDH-u(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:0.6:2.2)
图2本发明实施案例1和实施案例3中合成的(a)CoGa0.6-ZnO-ZnAl2O4-221；(b)CoGa0.6-ZnO-ZnAl2O4-110；(c)CoGa0.6-ZnO-ZnAl2O4的HRTEM谱图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
步骤A：量取200mL的去离子水至四口烧瓶，准确称取并分别加入Co(NO3)2·6H2O，Ga(NO3)3·xH2O，Zn(NO3)2·6H2O，Al(NO3)3·9H2O，Na2CO3，NaOH，其相应的浓度为0.3mmol·L￣1，0.18mmol·L￣1，0.9mmol·L￣1，0.22mmol·L￣1，0.2mmol·L￣1和0.36mmol·L￣1，搅拌共沉淀于三口烧瓶内的200mL Na2CO3溶液中，采用磁力搅拌8h。反应结束后用去离子水抽滤洗涤7遍，无水乙醇抽滤洗涤1遍，放入烘箱过夜干燥。得到CoZnGaAl-CO3-LDH(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:0.6:2.2)。
步骤B：CoZnGaAl-CO3-LDH(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:0.6:2.2)前体在H2气氛中，升温速率控制在5℃/min，还原温度控制在800℃下还原4h，得到CoGa0.6-ZnO-ZnAl2O4-221催化剂，即催化剂暴露的晶面全部是CoGa(221)晶面。
实施例2
步骤A：量取700mL的去离子水至三口烧瓶，准确称取并分别加入Co(NO3)2·6H2O，Ga(NO3)3·xH2O，Zn(NO3)2·6H2O，Al(NO3)3·9H2O，尿素，其相应的浓度为0.3mmol·L￣1，0.18mmol·L￣1，0.9mmol·L￣1，0.22mmol·L￣1和3.73mmol·L￣1，采用磁力搅拌共沉淀8h。反应结束后用去离子水抽滤洗涤7遍，无水乙醇抽滤洗涤1遍，放入烘箱过夜干燥。得到CoZnGaAl-CO3-LDH-u(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:0.6:2.2)。
步骤B：CoZnGaAl-CO3-LDH-u(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:0.6:2.2)前体在H2气氛中升温速率控制在2-10℃/min，还原温度控制在800℃下还原4h，得到CoGa0.6-ZnO-ZnAl2O4-u催化剂，即催化剂暴露的晶面CoGa(221)晶面所占的比例在20-80％。
对比例3
步骤A：量取200mL的去离子水至四口烧瓶，准确称取并分别加入Co(NO3)2·6H2O，Ga(NO3)3·xH2O，Zn(NO3)2·6H2O，Al(NO3)3·9H2O，Na2CO3，NaOH，其相应的浓度为0.3mmol·L￣1，0.18mmol·L￣1，0.9mmol·L￣1，0.22mmol·L￣1，0.2mmol·L￣1和0.36mmol·L￣1，搅拌共沉淀于三口烧瓶内的200mL Na2CO3溶液中，采用磁力搅拌8h。反应结束后用去离子水抽滤洗涤7遍，无水乙醇抽滤洗涤1遍，放入烘箱过夜干燥。得到CoZnGaAl-CO3-LDH(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:0.6:2.2)。
步骤B：CoZnGaAl-CO3-LDH(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:0.6:2.2)前体在H2气氛中升温速率控制在10℃/min，还原温度控制在800℃下还原1h，得到CoGa0.6-ZnO-ZnAl2O4-110催化剂，即催化剂暴露的晶面全部是CoGa(110)晶面。
实施例4
步骤A：量取200mL的去离子水至四口烧瓶，准确称取并分别加入Co(NO3)2·6H2O，Ga(NO3)3·xH2O，Zn(NO3)2·6H2O，Al(NO3)3·9H2O，Na2CO3，NaOH，其相应的浓度为0.3mmol·L￣1，0.06mmol·L￣1，0.9mmol·L￣1，0.34mmol·L￣1，0.2mmol·L￣1和0.36mmol·L￣1，搅拌共沉淀于三口烧瓶内的200mL Na2CO3溶液中，采用磁力搅拌8h。反应结束后用去离子水抽滤洗涤7遍，无水乙醇抽滤洗涤1遍，放入烘箱过夜干燥。得到CoZnGaAl-CO3-LDH(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:0.6:2.2)。
步骤B：CoZnGaAl-CO3-LDH(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:0.6:2.2)前体在H2气氛中，升温速率控制在5℃/min，还原温度控制在800℃下还原4h，得到CoGa0.2-ZnO-ZnAl2O4-221催化剂，即催化剂暴露的晶面全部是CoGa(221)晶面。
实施例5
步骤A：量取200mL的去离子水至四口烧瓶，准确称取并分别加入Co(NO3)2·6H2O，Ga(NO3)3·xH2O，Zn(NO3)2·6H2O，Al(NO3)3·9H2O，Na2CO3，NaOH，其相应的浓度为0.3mmol·L￣1，0.12mmol·L￣1，0.9mmol·L￣1，0.28mmol·L￣1，0.2mmol·L￣1和0.36mmol·L￣1，搅拌共沉淀于三口烧瓶内的200mL Na2CO3溶液中，采用磁力搅拌8h。反应结束后用去离子水抽滤洗涤7遍，无水乙醇抽滤洗涤1遍，放入烘箱过夜干燥。得到CoZnGaAl-CO3-LDH(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:1.2:2.8)。
步骤B：CoZnGaAl-CO3-LDH(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:1.2:2.8)前体在H2气氛中，升温速率控制在5℃/min，还原温度控制在800℃下还原4h，得到CoGa0.4-ZnO-ZnAl2O4-221催化剂，即催化剂暴露的晶面全部是CoGa(221)晶面。
实施例6
步骤A：量取200mL的去离子水至四口烧瓶，准确称取并分别加入Co(NO3)2·6H2O，Ga(NO3)3·xH2O，Zn(NO3)2·6H2O，Al(NO3)3·9H2O，Na2CO3，NaOH，其相应的浓度为0.3mmol·L￣1，0.24mmol·L￣1，0.9mmol·L￣1，0.16mmol·L￣1，0.2mmol·L￣1和0.36mmol·L￣1，搅拌共沉淀于三口烧瓶内的200mL Na2CO3溶液中，采用磁力搅拌8h。反应结束后用去离子水抽滤洗涤7遍，无水乙醇抽滤洗涤1遍，放入烘箱过夜干燥。得到CoZnGaAl-CO3-LDH(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:2.4:1.6)。
步骤B：CoZnGaAl-CO3-LDH(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:2.4:1.6)前体在H2气氛中，升温速率控制在5℃/min，还原温度控制在800℃下还原4h，得到CoGa0.8-ZnO-ZnAl2O4-221催化剂，即催化剂暴露的晶面全部是CoGa(221)晶面。
实施例7
步骤A：量取200mL的去离子水至四口烧瓶，准确称取并分别加入Co(NO3)2·6H2O，Ga(NO3)3·xH2O，Zn(NO3)2·6H2O，Al(NO3)3·9H2O，Na2CO3，NaOH，其相应的浓度为0.3mmol·L￣1，0.3mmol·L￣1，0.9mmol·L￣1，0.1mmol·L￣1，0.2mmol·L￣1和0.36mmol·L￣1，搅拌共沉淀于三口烧瓶内的200mL Na2CO3溶液中，采用磁力搅拌8h。反应结束后用去离子水抽滤洗涤7遍，无水乙醇抽滤洗涤1遍，放入烘箱过夜干燥。得到CoZnGaAl-CO3-LDH(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:3:1)。
步骤B：CoZnGaAl-CO3-LDH(Co:Zn:Ga:Al＝3:9:3:2.2)前体在H2气氛中，升温速率控制在5℃/min，还原温度控制在800℃下还原4h，得到CoGa1-ZnO-ZnAl2O4-221催化剂，即催化剂暴露的晶面全部是CoGa(221)晶面。
Claims (9)
1.一种由水滑石前体焙烧还原的方法控制暴露的非贵金属合金高指数晶面的催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备水滑石前体为[M2+ (1-x)M3+ x(OH)2]x+[An-]x/n·mH2O，水滑石层板二价阳离子选择Zn2+或Mg2+，三价阳离子选择Al3+，进入层板间的金属活性中心离子为Co2+和Ga3+，其中进入水滑石层板金属活性中心离子Co2+和Ga3+的总摩尔数与水滑石层板中二价阳离子和三价阳离子之和摩尔比为(0～10)：1，且不为0，水滑前驱所有二价金属阳离子与水滑石前体所有三价金属阳离子摩尔比为(2～5)：1，将水滑石前体在H2气氛中还原，还原温度控制在400℃～850℃，还原时间控制在5min～6h，升温速率控制在2-10℃/min，即可得到暴露CoGa合金高指数晶面(221)的催化剂。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，还原温度控制在800℃。
3.按照权利要求1的方法，其特征在于，水滑石前体的阴离子为碳酸根。
4.按照权利要求1的方法，其特征在于，制备水滑石层板的沉淀剂为氢氧化钠、尿素。
5.按照权利要求1的方法，其特征在于，制备水滑石层板的沉淀剂为氢氧化钠。
6.按照权利要求1的方法，其特征在于，升温速率5℃/min。
7.按照权利要求1的方法，其特征在于，Co2+和Ga3+的摩尔比为1:(1-0.2)。
8.按照权利要求1的方法，其特征在于，在800℃、升温速率控制在5℃/min、还原时间为4小时得到CoGa合金晶面全部(221)。
9.按照权利要求1-8任一项方法制备得到的暴露的非贵金属合金高指数晶面的催化剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611037622.7A CN106732619B (zh) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | 一种合成CoGa合金高指数晶面的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611037622.7A CN106732619B (zh) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | 一种合成CoGa合金高指数晶面的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106732619A true CN106732619A (zh) | 2017-05-31 |
| CN106732619B CN106732619B (zh) | 2019-07-23 |
Family
ID=58973840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611037622.7A Active CN106732619B (zh) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | 一种合成CoGa合金高指数晶面的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106732619B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111715220A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-09-29 | 广东石油化工学院 | 一种新型金属复合氧化物催化剂及其制备方法 |
| CN112542328A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-23 | 浙江大学 | 一种三元层状金属氢氧化物@聚苯胺的复合电极材料及其制备方法和应用 |
| CN112705208A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-04-27 | 福州大学 | 一种镍镓合金催化剂及其制备方法和应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104162444A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-11-26 | 北京化工大学 | 一种选择性氧化4-甲基愈创木酚生成香兰素的层状催化剂及其制备方法 |
| CN104162432A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-11-26 | 北京化工大学 | 一种均分散高效的生物质重整催化剂及其制备方法 |
| CN106000410A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-10-12 | 北京化工大学 | 一种合成气制乙醇和高级醇的稳定分散Co基催化剂 |
-
2016
- 2016-11-23 CN CN201611037622.7A patent/CN106732619B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104162444A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-11-26 | 北京化工大学 | 一种选择性氧化4-甲基愈创木酚生成香兰素的层状催化剂及其制备方法 |
| CN104162432A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-11-26 | 北京化工大学 | 一种均分散高效的生物质重整催化剂及其制备方法 |
| CN106000410A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-10-12 | 北京化工大学 | 一种合成气制乙醇和高级醇的稳定分散Co基催化剂 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| XUN NING ET AL.: "Remarkably efficient CoGa catalyst with uniformly dispersed and trapped structure for ethanol and higher alcohol synthesis from syngas", 《JOURNAL OF CATALYSIS》 * |
| 安哲等: "基于层状前驱体制备活性位高分散催化材料", 《催化学报》 * |
| 赵芸等: "双羟基复合金属氧化物的晶面生长选择性及晶粒尺寸控制", 《无机化学学报》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111715220A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-09-29 | 广东石油化工学院 | 一种新型金属复合氧化物催化剂及其制备方法 |
| WO2021253712A1 (zh) * | 2020-06-16 | 2021-12-23 | 广东石油化工学院 | 一种新型金属复合氧化物催化剂及其制备方法 |
| CN112542328A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-23 | 浙江大学 | 一种三元层状金属氢氧化物@聚苯胺的复合电极材料及其制备方法和应用 |
| CN112705208A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-04-27 | 福州大学 | 一种镍镓合金催化剂及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106732619B (zh) | 2019-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104148120B (zh) | 一种使用助剂控制催化剂金属中心高度分散的方法 | |
| Li et al. | Stable platinum nanoparticles on specific MgAl2O4 spinel facets at high temperatures in oxidizing atmospheres | |
| Tijare et al. | Synthesis and visible light photocatalytic activity of nanocrystalline PrFeO 3 perovskite for hydrogen generation in ethanol–water system | |
| TWI396588B (zh) | Catalysts for the production of carboxylic acid esters, methods for their manufacture and methods for producing carboxylic acids | |
| CN101822986B (zh) | 一种可以控制生长碳纳米管和碳纤维的催化剂制备方法 | |
| US20140271388A1 (en) | Formation and Stability of Cu-Mn Spinel Phase for ZPGM Catalyst Systems | |
| CN106732619B (zh) | 一种合成CoGa合金高指数晶面的方法 | |
| WO2017190553A1 (zh) | 一种双重限域结构的过渡金属纳米粒子催化剂及其催化对苯二甲酸二甲酯选择加氢的应用 | |
| CN110479248A (zh) | 一种金属氧化物负载单原子催化剂的制备方法 | |
| CN110538648B (zh) | 一种花形多级孔结构类水滑石材料、催化剂的制备方法及该催化剂在丙烷脱氢中的应用 | |
| CN107790133A (zh) | 一种钴铁基光催化剂及其制备与应用 | |
| WO2017068444A1 (en) | Method of synthesizing ceramic oxide nanoparticles having tailored properties | |
| Trindade et al. | Cd-doped SnO2/CdS heterostructures for efficient application in photocatalytic reforming of glycerol to produce hydrogen under visible light irradiation | |
| CN107398277A (zh) | 铜镍铁水滑石类催化剂在降解含苯酚废水中的应用 | |
| Horváth et al. | Silica-supported Au nanoparticles decorated by CeO2: Formation, morphology, and CO oxidation activity | |
| Furukawa et al. | Preparation of alumina-supported intermetallic compounds | |
| CN109331837A (zh) | 一种催化湿法氧化处理呋喃类废水的催化剂 | |
| CN104148059A (zh) | 一种高分散稳定的重整催化剂及其制备方法 | |
| Filez et al. | One-pot synthesis of Pt catalysts based on layered double hydroxides: an application in propane dehydrogenation | |
| Xu et al. | Comparative studies of leached Pt-Fe and Pt-Co catalysts for CO oxidation reactions | |
| Akbarzadeh et al. | Pt–NiO–Al 2 O 3/G derived from graphene-supported layered double hydroxide as efficient catalyst for p-nitrophenol reduction | |
| Nunes et al. | Influence of the preparation conditions on the morphology and photocatalytic performance Pt-modified hexaniobate composites | |
| Qi et al. | The effect of the bimetallic Pd-Pb structures on direct oxidative esterification of methacrolein with methanol | |
| Shanmugam et al. | A facile sol–gel synthesis and characterization of europium (Eu) doped β-Bi2Mo2O9 nanoparticles with remarkably enhanced photocatalytic activity for waste-water treatments | |
| CN104148064B (zh) | 一种活性中心高分散的负载型双金属催化剂的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |