CN110302843A - 一种富含五配位氧化铝及其合成方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种富含五配位氧化铝及其合成方法和应用，所述富含五配位氧化铝的合成方法为：将可溶性金属铝盐与有机络合剂混合溶解于去离子水中形成澄清溶液，将该澄清溶液加热搅拌直至形成粘稠胶状物，将该粘稠胶状物进行加热活化，使配位络合在铝离子上的有机络合剂受热分解，再自然冷却至室温得到富含五配位的氧化铝前驱体粉末，置于含氧气氛下进行焙烧处理，铝离子被氧化形成氧化铝，有机络合剂分解形成的残留在所述氧化铝表面的碳材料被燃烧除去，即得富含五配位氧化铝粉末。本发明的氧化铝粉末含有大量的五配位氧化铝的物相，因此具有大量的氧空位，通过富含五配位氧化铝载体具有的氧空位将金属原子铆定住，得到高负载量的单原子催化剂。

Description

一种富含五配位氧化铝及其合成方法和应用
技术领域
本发明涉及一种富含五配位氧化铝及其合成方法和应用。
背景技术
随着纳米科学的发展，人们认识到催化剂活性组分颗粒尺寸减小所带来的尺寸效应对于催化反应具有极大地影响。理论上讲，催化剂活性组分的极限尺寸为单个原子，此时活性成分的原子利用率为100％。而制备单原子催化剂的措施无非两种：一是增大载体的比表面积，二是增强金属与载体之间的相互作用。金属氧化物载体上的氧空位可以有效的铆定客体金属原子，因此采用金属氧化物载体上的氧空位来制备单原子催化剂是一个十分有效可行的方法。
然而一般的金属载体氧化物的氧空位的制备方法十分复杂，而且氧空位的数量也不大。中国专利CN108777309A通过采用光沉积还原法成功制备了负载型单原子Pd催化剂材料，其中Pd的负载量为0.1％至0.3％，并对其进行了表征。中国专利CN109603820A]通过采用氢气还原获得具有表面氧空位的有缺陷的TiO2载体，再负载制备Au单原子催化剂进行甲醛降解实验。因此现有的路线很难简单快速的制备出富含大量的氧空位的金属氧化物载体，而且浸渍负载制备的单原子催化剂的负载量都比较低。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种富含五配位氧化铝及其合成方法和应用。
所述的一种富含五配位氧化铝的合成方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将可溶性金属铝盐与有机络合剂混合溶解于去离子水中形成澄清溶液，澄清溶液中的有机络合剂与铝离子发生配位络合，将该澄清溶液加热搅拌，使澄清溶液中的水分蒸发，直至形成粘稠胶状物；
2)将步骤1)所得粘稠胶状物进行加热活化，使配位络合在铝离子上的有机络合剂受热分解，随后自然冷却至室温，得到富含五配位的氧化铝前驱体粉末；
3)将步骤2)所得富含五配位的氧化铝前驱体粉末置于含氧气氛下进行焙烧处理，铝离子被氧化形成氧化铝，且有机络合剂分解形成的残留在所述氧化铝表面的碳材料被燃烧除去，即得到所述的富含五配位氧化铝粉末。
所述的一种富含五配位氧化铝的合成方法，其特征在于步骤1)中，可溶性金属铝盐和有机络合剂的两者质量之和记为原料总质量，所述原料总质量与去离子水的体积之比为0.2～0.7:1，质量的单位为g，体积的单位为 mL；所述可溶性金属铝盐与有机络合剂的摩尔比为1:1～1:5之间。
所述的一种富含五配位氧化铝的合成方法，其特征在于步骤1)中，所述的可溶性铝盐为九水硝酸铝、氯化铝、硫酸铝中的一种；所述的有机络合剂为甘氨酸、柠檬酸、草酸中的一种。
所述的一种富含五配位氧化铝的合成方法，其特征在于步骤2)中，进行加热活化的方式为微波炉加热或马弗炉加热；当进行微波炉加热时，微波加热功率为700W～900W，加热时间为2-5min；当进行马弗炉加热时，加热气氛为空气或氮气，加热温度为300-600℃，加热时间为1-6h。
所述的一种富含五配位氧化铝的合成方法，其特征在于步骤3)中，所述含氧气氛为空气或氮氧混合气，所述氮氧混合气中的氧气浓度在99％以上；所述焙烧处理的温度为400-500℃，焙烧处理的时间为3-6h。
按照上述方法制备的富含五配位氧化铝。
所述的富含五配位氧化铝在制备超高负载量的单原子催化剂的应用。
所述的富含五配位氧化铝在制备超高负载量的单原子催化剂的应用，其特征在于包括以下步骤：
S1：将所述富含五配位氧化铝作为载体，载体浸渍在客体金属盐的水溶液中，室温下静置老化，使客体金属盐负载在富含五配位氧化铝上，得到固液混合物；
S2：将步骤S1所得固液混合物进行干燥以除去水分，干燥后的固体进行煅烧活化，使客体金属盐转变为客体金属单质并均匀负载在富含五配位氧化铝上，即制得所述超高负载量的单原子催化剂。
所述的富含五配位氧化铝在制备超高负载量的单原子催化剂的应用，其特征在于步骤S1中，室温下静置老化的时间为10～20h，优选为12h；所述客体金属盐为钌盐、金盐、钯盐中的一种。
所述的富含五配位氧化铝在制备超高负载量的单原子催化剂的应用，其特征在于步骤S2中，所述煅烧活化分为两步煅烧过程，第一步先于空气气氛下于350～450℃下煅烧处理3～5h，第二步于H2气氛下于200-300℃焙烧还原1.5～3h。
相对于现有技术，本发明取得的有益效果是：
1)氧化铝是一种常见的金属氧化物载体，其中金属中心铝和氧的配位包括以下三种，即四配位、五配位和六配位。其五配位的氧化铝可以有效的铆定金属原子。将可溶性金属铝盐与有机络合剂在去离子水中形成的溶液凝胶进行简单的热处理后，可以有效的使有机络合剂与铝前驱体发生络合，从而经过热处理后形成大量的氧空位。通过将溶液凝胶蒸发除去水分后进行热处理，可以制备出大量的富含五配位的氧化铝物相的氧化铝粉末，而通过改变有机络合剂和可溶性金属铝盐的比例可以有效地调节五配位氧化铝在整个氧化铝物相中所占的比例，从而制备出高负载量的单原子催化剂。
2)本发明通过简单的将有机络合剂和可溶性铝盐溶解于水中得到水溶液，通过搅拌加热蒸发的方式将水溶液蒸发至粘稠状，通过将粘稠状的液体进行热处理后变得到氧化铝粉末。本发明最终得到的氧化铝粉末含有大量的五配位氧化铝的物相，因此具有大量的氧空位，从而可以制备出高负载量的单原子催化剂。
3)本发明得到的粘稠胶状物分为两步热处理的过程：第一步先将所得的粘稠胶状物置于马弗炉、管式炉中在300-600℃的温度下进行焙烧，或者将所得的粘稠胶状物置于微波炉中在800W的功率下进行焙烧2-5min。待其自然冷却降温至室温后取出。在此过程中，之前因为有机络合剂与铝离子发生络合而占据的铝的配位，因为有机络合剂的分解，配位空出，从而形成了铝的不饱和配位，从而形成了五配位的氧化铝物相。此过程中的热处理的温度不能过高，否则氧化铝的晶型就会成长为γ相的氧化铝物种，从而失去五配位。第二步将所得到的氧化铝粉末置于氧化性气氛(空气、混合气(N2/O2＝1/99，体积比))下以300～500℃/min进行煅烧除碳处理3-6h，在此过程中通过煅烧除碳处理将氧化铝粉末表面的碳出去，从而使氧化铝暴露出来，更好的是浸渍的金属铆定在氧化铝表面的五配位的空位上。
4)本发明得到的浸渍了客体金属的五配位氧化铝粉末进行了两步热处理的过程：第一步将得到的浸渍了客体金属的五配位氧化铝粉末在空气气氛下400℃焙烧处理4h，这一步焙烧是为了使客体金属更好的分散在载体表面，通过空气焙烧形成氧桥键，即Al-O-M。第二步再于H2气氛下 200-300℃焙烧还原2h。
5)本发明将，客体金属浸渍在氧化铝载体的表面上，通过富含五配位氧化铝载体的氧空位将金属原子铆定住，从而得到高负载量的单原子催化剂。因此这种含有大量的五配位的氧化铝的载体可以广泛的应用于各种体系的单原子催化剂的制备，为制备高负载量的单原子催化剂提供了一个有效的战略。
附图说明
图1是实施例1得到的富含五配位氧化铝载体负载Ru前后的27Al NMR (27Al核磁共振)图。
图2是实施例1制备的1wt％Ru/DC-Al2O3催化剂的高分辨透色电镜 (HRTEM)图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
将37.5g九水硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)与25g甘氨酸(C2H5NO2)溶解于100ml去离子水中形成澄清溶液，将该澄清溶液在70℃的水浴条件下搅拌蒸发3.5h至粘稠状，将所得的粘稠胶状物置于圆瓷皿中，并置于微波炉中800W微波加热3min，随后关闭微波进行降温，待其自然冷却至室温后，将微波加热后的产物置于管式炉中，在空气气氛下(空气流速100mL/min)，从室温以3℃/min的速率升温至400℃并在400℃下焙烧4h。待其自然冷却至室温后，将管式炉中焙烧后的产物取出，得到富含五配位氧化铝粉末，并记为DC-Al2O3。
将DC-Al2O3载体浸渍在RuCl3水溶液中，制备出1wt％Ru/DC-Al2O3 (即Ru在DC-Al2O3上的负载量为1wt％)，制备过程如下，先将DC-Al2O3载体置于120℃下干燥6h，再将DC-Al2O3载体等体积浸渍在RuCl3水溶液中，在室温下静置老化12h，随后于120℃温度下干燥24h(使浸渍液中的水分蒸干)。然后将干燥后的固体置于管式炉中进行两步煅烧过程，第一步煅烧过程为：在空气气氛下(空气流速50mL/min)，从室温以3℃/min速率升温至400℃并在400℃下焙烧4h，随后自然冷却至室温。第二步煅烧过程为：将管式炉中的气体切换为H2(H2流速70mL/min)，从室温以2℃/min 速率升温至200℃并在200℃下还原2h，随后自然冷却至室温。即得1wt％ Ru/DC-Al2O3催化剂。
对上述得到的DC-Al2O3材料以及1wt％Ru/DC-Al2O3催化剂分别进行27Al MAS NMR表征，表征结果如图1所示，由图1可以看出，所制备出的 DC-Al2O3材料具有大量的五配位的氧化铝物相，其中四配位、五配位、六配位氧化铝物相所占比例为22％、63％、15％，而DC-Al2O3材料负载Ru 之后可以看出五配位数量有明显的下降，表明氧化铝表面的氧空位被Ru占据，从而将Ru铆定住)。
上述制备的1wt％Ru/DC-Al2O3催化剂的高分辨透色电镜(HRTEM) 图如图2所示，从图2可以看出黑色钌颗粒以单原子或原子簇的形式均匀分散于氧化铝表面。
将上述制备得到的1wt％Ru/DC-Al2O3催化剂用于苯液相加氢制备环己烷反应，反应式如下：
反应条件为：20mg催化剂、400mg苯、15mL正己烷置于四氟乙烯内衬中，再置于高压反应釜中，在氢气气氛下反应，反应温度80℃，搅拌转速为600r/min，H2压力为3MPa，反应时间10min。反应结果为：反应物苯 (C6H6)转化率为100％，产物环己烷(C6H12)的选择性100％。
实施例2
将37.5g九水硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)与32g柠檬酸(C6H8O7)溶解于100ml去离子水中形成澄清溶液，将该澄清溶液在70℃的水浴条件下搅拌蒸发4h至粘稠状，将所得的粘稠胶状物置于圆瓷皿中，并置于马弗炉中在500℃下焙烧1h，随后进行降温，待其自然冷却至室温后，将马弗炉中焙烧的产物置于管式炉中，在氧氮混合气气氛下(氧氮混合气流速100mL/min，氧氮混合气中的氧气浓度为99％)，从室温以3℃/min的速率升温至450℃并在450℃下焙烧4h。待其自然冷却至室温后，将管式炉中焙烧后的产物取出，得到富含五配位氧化铝粉末，并记为MDC-Al2O3。
将MDC-Al2O3载体浸渍在RuCl3水溶液中，制备出4wt％Ru/ MDC-Al2O3(即Ru在MDC-Al2O3上的负载量为4wt％)，制备过程如下，先将MDC-Al2O3载体置于120℃下干燥6h，再将MDC-Al2O3载体等体积浸渍在RuCl3水溶液中，然后在室温下静置老化12h，随后于120℃温度下干燥24h(使浸渍液中的水分蒸干)。然后将干燥后的固体置于管式炉中进行两步煅烧过程，第一步煅烧过程为：在空气气氛下(空气流速50mL/min)，从室温以3℃/min速率升温至400℃并在400℃下焙烧4h，随后自然冷却至室温。第二步煅烧过程为：将管式炉中的气体切换为H2(H2流速70mL/min)，从室温以2℃/min速率升温至250℃并在250℃下还原2h，随后自然冷却至室温。即得4wt％Ru/MDC-Al2O3催化剂。
将上述制备得到的4wt％Ru/MDC-Al2O3催化剂用于甲苯液相加氢制备甲基环己烷，反应式如下：
反应条件为：20mg催化剂、400mg甲苯、15mL正己烷置于四氟乙烯内衬中，再置于高压反应釜中，在氢气气氛下反应，H2压力为3MPa，反应温度80℃，搅拌转速为600r/min，反应时间60min。反应结果为：反应物甲苯(C7H8)转化率为100％，产物甲基环己烷(C7H14)的选择性100％。
实施例3
将37.5g九水硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)与15g草酸(C2H2O4)溶解于 100ml去离子水中形成澄清溶液，将该澄清溶液在70℃的水浴条件下搅拌蒸发5h至粘稠状，将所得的粘稠胶状物置于圆瓷皿中，并置于管式炉中在 20ml/min的N2流量下于450℃下焙烧2h。随后进行降温，待其自然冷却至室温后，将圆瓷皿和焙烧后的产物一并置于另一个管式炉中，在空气气氛下(空气流速100mL/min)，从室温以3℃/min的速率升温至400℃并在400℃下焙烧4h。待其自然冷却至室温后，将其取出，得到富含五配位氧化铝粉末，并记为TDC-Al2O3。
将TDC-Al2O3载体浸渍在H2PdCl4水溶液中，制备出1wt％Pd/ TDC-Al2O3(即Pd在TDC-Al2O3上的负载量为1wt％)，制备过程如下，先将TDC-Al2O3载体置于120℃下干燥6h，再将TDC-Al2O3载体等体积浸渍在H2PdCl4水溶液中，然后在室温下静置老化12h，随后于120℃温度下干燥24h(使浸渍液中的水分蒸干)。然后将干燥后的固体置于管式炉中进行两步煅烧过程，第一步煅烧过程为：在空气气氛下(空气流速50mL/min)，从室温以3℃/min速率升温至400℃并在400℃下焙烧4h，随后自然冷却至室温。第二步煅烧过程为：将管式炉中的气体切换为H2(H2流速70mL/min)，从室温以2℃/min速率升温至300℃并在300℃下还原2h，随后自然冷却至室温。即得1wt％Pd/TDC-Al2O3催化剂。
将上述制备得到的1wt％Pd/TDC-Al2O3催化剂用于乙炔加氢制备乙烯，反应式如下：
反应条件为：催化剂装填入固定床反应器内，催化剂装填量2mL，通入H2和C2H2的混合气体，H2流量10mL/min，C2H2流量10mL/min，反应温度为250℃。反应25h取样，反应结果为：反应物乙炔(C2H2)转化率为99％，产物乙烯(C2H4)的选择性99.7％。
实施例4
将37.5g九水硝酸铝(Al(NO3)3·9H2O)与30g甘氨酸(C2H2O4)溶解于200ml去离子水中形成澄清溶液，将该澄清溶液在70℃的水浴条件下搅拌蒸发4h至粘稠状，将所得的粘稠胶状物置于圆瓷皿中，并置于管式炉中在20ml/min的N2流量下于450℃下焙烧5h。随后进行降温，待其自然冷却至室温后，将圆瓷皿和焙烧后的产物一并置于另一个管式炉中，在氧氮混合气气氛下(氧氮混合气流速100mL/min，氧氮混合气中的氧气浓度为 99％)，从室温以3℃/min的速率升温至400℃并在400℃下焙烧4h。待其自然冷却至室温后，将其取出，得到富含五配位氧化铝粉末，并记为 4.4-DC-Al2O3。
将4.4-DC-Al2O3载体浸渍在H2PdCl4水溶液中，制备出2wt％Pd/ 4.4-DC-Al2O3(即Pd在4.4-DC-Al2O3上的负载量为2wt％)，制备过程如下，先将4.4-DC-Al2O3载体置于120℃下干燥6h，再将4.4-DC-Al2O3载体等体积浸渍在H2PdCl4水溶液中，然后在室温下静置老化12h，随后于120℃温度下干燥24h(使浸渍液中的水分蒸干)。然后将干燥后的固体置于管式炉中进行两步煅烧过程，第一步煅烧过程为：在空气气氛下(空气流速 50mL/min)，从室温以3℃/min速率升温至400℃并在400℃下焙烧4h，随后自然冷却至室温。第二步煅烧过程为：将管式炉中的气体切换为H2(H2流速70mL/min)，从室温以2℃/min速率升温至300℃并在300℃下还原2h，随后自然冷却至室温。即得2wt％Pd/4.4-DC-Al2O3催化剂。
将上述制备得到的2wt％Pd/4.4-DC-Al2O3催化剂用于二氟二氯甲烷加氢脱氯制备二氟甲烷，反应式如下：
反应条件为：催化剂装填入固定床反应器内，催化剂装填量2mL，通入H2、CCl2F2和N2的混合气体，H2流量20mL/min，CCl2F2流量5mL/min，N2流量为5mL/min，反应温度为280℃。反应30h取样，反应结果为：反应物二氟二氯甲烷(CCl2F2)转化率为97％，产物二氟甲烷(CH2F2)的选择性92％。
实施例5
将34g硫酸铝(Al2(SO4)3)与25g甘氨酸(C2H5NO2)溶解于200ml 去离子水中形成澄清溶液，将该澄清溶液在70℃的水浴条件下搅拌蒸发4h 至粘稠状，将所得的粘稠胶状物置于圆瓷皿中，并置于微波炉中900W微波加热4min，随后关闭微波进行降温，待其自然冷却至室温后，将微波加热后的产物置于管式炉中，在空气气氛下(空气流速100mL/min)，从室温以3℃/min的速率升温至400℃并在400℃下焙烧4h。待其自然冷却至室温后，将管式炉中焙烧后的产物取出，得到富含五配位氧化铝粉末，并记为 SDC-Al2O3。
将SDC-Al2O3载体浸渍在HAuCl4水溶液中，制备出4wt％ Au/SDC-Al2O3(即Au在SDC-Al2O3上的负载量为4wt％)，制备过程如下，先将SDC-Al2O3载体置于120℃下干燥6h，再将SDC-Al2O3载体等体积浸渍在HAuCl4水溶液中，然后在室温下静置老化12h，随后于120℃温度下干燥24h(使浸渍液中的水分蒸干)。然后将干燥后的固体置于管式炉中进行两步煅烧过程，第一步煅烧过程为：在空气气氛下(空气流速50mL/min)，从室温以3℃/min速率升温至400℃并在400℃下焙烧4h，随后自然冷却至室温。第二步煅烧过程为：将管式炉中的气体切换为H2(H2流速70mL/min)，从室温以2℃/min速率升温至200℃并在200℃下还原2h，随后自然冷却至室温。即得4wt％Au/SDC-Al2O3催化剂。
将上述制备得到的4wt％Au/SDC-Al2O3催化剂用于二氟一氯甲烷加氢脱氯制备二氟甲烷，反应式如下：
反应条件为：催化剂装填入固定床反应器内，催化剂装填量2mL，通入H2、CHClF2和N2的混合气体，H2流量20mL/min，CHClF2流量5mL/min， N2流量为5mL/min，反应温度为280℃。反应35h取样，反应结果为：反应物二氟一氯甲烷(CHClF2)转化率为96％，产物二氟甲烷(CH2F2)的选择性93％。
实施例6
将13g氯化铝(AlCl3)与25g甘氨酸(C2H5NO2)溶解于200ml去离子水中形成澄清溶液，将该澄清溶液在70℃的水浴条件下搅拌蒸发3h至粘稠状，将所得的粘稠胶状物置于圆瓷皿中，将所得的粘稠胶状物置于圆瓷皿中，并置于微波炉中850W微波加热4.5min，随后关闭微波进行降温，待其自然冷却至室温后，将微波加热后的产物置于管式炉中，在氧氮混合气气氛下(氧氮混合气流速100mL/min，氧氮混合气中的氧气浓度为99％)，从室温以3℃/min的速率升温至400℃并在400℃下焙烧4h。待其自然冷却至室温后，将管式炉中焙烧后的产物取出，得到富含五配位氧化铝粉末，并记为CDC-Al2O3。
将CDC-Al2O3载体浸渍在H2PdCl4水溶液中，制备出3wt％ Pd/CDC-Al2O3(即Pd在CDC-Al2O3上的负载量为3wt％)，制备过程如下，先将CDC-Al2O3载体置于120℃下干燥6h，再将CDC-Al2O3载体等体积浸渍在H2PdCl4水溶液中，然后在室温下静置老化12h，随后于120℃温度下干燥24h(使浸渍液中的水分蒸干)。然后将干燥后的固体置于管式炉中进行两步煅烧过程，第一步煅烧过程为：在空气气氛下(空气流速50mL/min)，从室温以3℃/min速率升温至400℃并在400℃下焙烧4h，随后自然冷却至室温。第二步煅烧过程为：将管式炉中的气体切换为H2(H2流速70mL/min)，从室温以2℃/min速率升温至280℃并在280℃下还原2h，随后自然冷却至室温。即得3wt％Pd/CDC-Al2O3催化剂。
将上述制备得到的3wt％Pd/CDC-Al2O3催化剂用于三氟氯乙烯加氢脱氯制备三氟乙烯，反应式如下：
反应条件为：催化剂装填入固定床反应器内，催化剂装填量2mL，通入H2、CF2CClF和N2的混合气体，H2流量20mL/min，CF2CClF流量 5mL/min，N2流量为5mL/min，反应温度为300℃。反应40h取样，反应结果为：反应物三氟氯乙烯(CF2CClF)转化率为96％，产物三氟乙烯(CF2CHF)的选择性95％。
实施例7
将34g硫酸铝(Al2(SO4)3)与25g甘氨酸(C2H5NO2)溶解于200ml 去离子水中形成澄清溶液，将该澄清溶液在75℃的水浴条件下搅拌蒸发4h 至粘稠状，将所得的粘稠胶状物置于圆瓷皿中，将所得的粘稠胶状物置于圆瓷皿中，并置于微波炉中900W微波加热5min，随后关闭微波进行降温，待其自然冷却至室温后，将微波加热后的产物置于管式炉中，在空气气氛下(空气流速100mL/min)，从室温以3℃/min的速率升温至400℃并在400℃下焙烧4h。待其自然冷却至室温后，将管式炉中焙烧后的产物取出，得到富含五配位氧化铝粉末，并记为SDC-Al2O3。
将SDC-Al2O3载体浸渍在HAuCl4水溶液中，制备出3wt％ Au/SDC-Al2O3(即Au在SDC-Al2O3上的负载量为3wt％)，制备过程如下，先将SDC-Al2O3载体置于120℃下干燥6h，再将SDC-Al2O3载体等体积浸渍在HAuCl4水溶液中，然后在室温下静置老化12h，随后于120℃温度下干燥24h(使浸渍液中的水分蒸干)。然后将干燥后的固体置于管式炉中进行两步煅烧过程，第一步煅烧过程为：在空气气氛下(空气流速50mL/min)，从室温以3℃/min速率升温至400℃并在400℃下焙烧4h，随后自然冷却至室温。第二步煅烧过程为：将管式炉中的气体切换为H2(H2流速70mL/min)，从室温以2℃/min速率升温至200℃并在200℃下还原2h，随后自然冷却至室温。即得3wt％Au/SDC-Al2O3催化剂。
将上述制备得到的3wt％Au/SDC-Al2O3催化剂用于三氟三氯乙烷脱氯制备三氟氯乙烯，反应式如下：
反应条件为：催化剂装填入固定床反应器内，催化剂装填量2mL，通入H2、CF3CCl3和N2的混合气体，H2流量20mL/min，CF3CCl3流量5mL/min， N2流量为5mL/min，反应温度为280℃。反应50h取样，反应结果为：反应物三氟三氯乙烷(CF3CCl3)转化率为98％，产物三氟氯乙烯(CF2CClF) 的选择性96％。
实施例8
将34g硫酸铝(Al2(SO4)3)与25g甘氨酸(C2H5NO2)溶解于200ml 去离子水中形成澄清溶液，将该澄清溶液在75℃的水浴条件下搅拌蒸发4h 至粘稠状，将所得的粘稠胶状物置于圆瓷皿中，将所得的粘稠胶状物置于圆瓷皿中，并置于微波炉中800W微波加热5min，随后关闭微波进行降温，待其自然冷却至室温后，将微波加热后的产物置于管式炉中，在空气气氛下(空气流速100mL/min)，从室温以3℃/min的速率升温至400℃并在400℃下焙烧4h。待其自然冷却至室温后，将管式炉中焙烧后的产物取出，得到富含五配位氧化铝粉末，并记为SDC-Al2O3。
将SDC-Al2O3载体浸渍在HAuCl4水溶液中，制备出4wt％ Au/SDC-Al2O3(即Au在SDC-Al2O3上的负载量为4wt％)，制备过程如下，先将SDC-Al2O3载体置于120℃下干燥6h，再将SDC-Al2O3载体等体积浸渍在HAuCl4水溶液中，然后在室温下静置老化12h，随后于120℃温度下干燥24h(使浸渍液中的水分蒸干)。然后将干燥后的固体置于管式炉中进行两步煅烧过程，第一步煅烧过程为：在空气气氛下(空气流速50mL/min)，从室温以3℃/min速率升温至400℃并在400℃下焙烧4h，随后自然冷却至室温。第二步煅烧过程为：将管式炉中的气体切换为H2(H2流速70mL/min)，从室温以2℃/min速率升温至200℃并在200℃下还原2h，随后自然冷却至室温。即得4wt％Au/SDC-Al2O3催化剂。
将上述制备得到的4wt％Au/SDC-Al2O3催化剂用于二氟氯乙烷加氢脱氯制备二氟乙烷，反应式如下：
反应条件为：催化剂装填入固定床反应器内，催化剂装填量2mL，通入H2、CH3CClF2和N2的混合气体，H2流量20mL/min，CH3CClF2流量 5mL/min，N2流量为5mL/min，反应温度为280℃。反应60h取样，反应结果为：反应物二氟氯乙烷(CH3CClF2)转化率为97％，产物二氟乙烷 (CH3CHF2)的选择性95％。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (10)

1.一种富含五配位氧化铝的合成方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将可溶性金属铝盐与有机络合剂混合溶解于去离子水中形成澄清溶液，澄清溶液中的有机络合剂与铝离子发生配位络合，将该澄清溶液加热搅拌，使澄清溶液中的水分蒸发，直至形成粘稠胶状物；
2）将步骤1）所得粘稠胶状物进行加热活化，使配位络合在铝离子上的有机络合剂受热分解，随后自然冷却至室温，得到富含五配位的氧化铝前驱体粉末；
3）将步骤2）所得富含五配位的氧化铝前驱体粉末置于含氧气氛下进行焙烧处理，铝离子被氧化形成氧化铝，且有机络合剂分解形成的残留在所述氧化铝表面的碳材料被燃烧除去，即得到所述的富含五配位氧化铝粉末。
2. 如权利要求1所述的一种富含五配位氧化铝的合成方法，其特征在于步骤1）中，可溶性金属铝盐和有机络合剂的两者质量之和记为原料总质量，所述原料总质量与去离子水的体积之比为0.2~0.7:1，质量的单位为g，体积的单位为mL；所述可溶性金属铝盐与有机络合剂的摩尔比为1:1~1 : 5之间。
3.如权利要求1所述的一种富含五配位氧化铝的合成方法，其特征在于步骤1）中，所述的可溶性铝盐为九水硝酸铝、氯化铝、硫酸铝中的一种；所述的有机络合剂为甘氨酸、柠檬酸、草酸中的一种。
4.如权利要求1所述的一种富含五配位氧化铝的合成方法，其特征在于步骤2）中，进行加热活化的方式为微波炉加热或马弗炉加热；当进行微波炉加热时，微波加热功率为700W~900W，加热时间为2-5min；当进行马弗炉加热时，加热气氛为空气或氮气，加热温度为300-600℃，加热时间为1-6h。
5.如权利要求1所述的一种富含五配位氧化铝的合成方法，其特征在于步骤3）中，所述含氧气氛为空气或氮氧混合气，所述氮氧混合气中的氧气浓度在99%以上；所述焙烧处理的温度为400-500℃，焙烧处理的时间为3-6h。
6.如权利要求1~5任意一项所述的方法制备的富含五配位氧化铝。
7.如权利要求6所述的富含五配位氧化铝在制备超高负载量的单原子催化剂的应用。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于包括以下步骤：
S1：将所述富含五配位氧化铝作为载体，载体浸渍在客体金属盐的水溶液中，室温下静置老化，使客体金属盐负载在富含五配位氧化铝上，得到固液混合物；
S2：将步骤S1所得固液混合物进行干燥以除去水分，干燥后的固体进行煅烧活化，使客体金属盐转变为客体金属单质并均匀负载在富含五配位氧化铝上，即制得所述超高负载量的单原子催化剂。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于步骤S1中，室温下静置老化的时间为10~20h，优选为12h；所述客体金属盐为钌盐、金盐、钯盐中的一种。
10.如权利要求8所述的应用，其特征在于步骤S2中，所述煅烧活化分为两步煅烧过程，第一步先于空气气氛下于350~450℃下煅烧处理3~5h，第二步于H2气氛下于200-300℃焙烧还原1.5~3h。
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