CN110327978B - 一种钇金属有机骨架负载贵金属催化剂的制备方法 - Google Patents

一种钇金属有机骨架负载贵金属催化剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110327978B
CN110327978B CN201910591789.5A CN201910591789A CN110327978B CN 110327978 B CN110327978 B CN 110327978B CN 201910591789 A CN201910591789 A CN 201910591789A CN 110327978 B CN110327978 B CN 110327978B
Authority
CN
China
Prior art keywords
yttrium
organic framework
metal organic
ethanol
btc
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.)
Active
Application number
CN201910591789.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110327978A (zh
Inventor
詹国武
黄忠亮
花丹
肖静冉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Linglanxing Carbon Neutralization Technology Co ltd
Original Assignee
Huaqiao University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaqiao University filed Critical Huaqiao University
Priority to CN201910591789.5A priority Critical patent/CN110327978B/zh
Publication of CN110327978A publication Critical patent/CN110327978A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110327978B publication Critical patent/CN110327978B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/1691Coordination polymers, e.g. metal-organic frameworks [MOF]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22Organic complexes
    • B01J31/2204Organic complexes the ligands containing oxygen or sulfur as complexing atoms
    • B01J31/2208Oxygen, e.g. acetylacetonates
    • B01J31/2226Anionic ligands, i.e. the overall ligand carries at least one formal negative charge
    • B01J31/223At least two oxygen atoms present in one at least bidentate or bridging ligand
    • B01J31/2239Bridging ligands, e.g. OAc in Cr2(OAc)4, Pt4(OAc)8 or dicarboxylate ligands
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment
    • B01J37/10Heat treatment in the presence of water, e.g. steam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/29Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation of hydroxy groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/30Complexes comprising metals of Group III (IIIA or IIIB) as the central metal
    • B01J2531/36Yttrium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明公开了一种钇金属有机骨架负载贵金属催化剂的制备方法,基于Y3+为金属节点,以1,3,5‑苯三甲酸(H3BTC)为有机配体,通过自组装形成的三维多孔金属有机骨架材料,合成方法简单,可明显提高金属有机骨架的耐水稳定性,应用前景广阔,在工业应用方面具有很高的价值。本发明制备的钇金属有机骨架负载贵金属催化剂中的钇金属有机骨架具有高耐水性,可负载金钯合金纳米颗粒,并在苯甲醇催化氧化反应中表现出高转化率、高选择性和优异的循环利用性,在实际应用中非常重要。

Description

一种钇金属有机骨架负载贵金属催化剂的制备方法
技术领域
本发明属于催化剂制备技术领域,具体涉及一种钇金属有机骨架负载贵金属催化剂的制备方法。
背景技术
近年来,金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)得到了研究学者的广泛的关注。MOFs是通过金属离子/团簇与多齿有机配体的自组装而构建的结晶多孔材料。利用MOFs上高度分散且均匀分布的金属位点,可开发其在气体吸附和多相催化等方面的应用。含有开放金属位点(即配位不饱和的金属位点)的MOFs,有利于客体分子选择性进行催化环化和异构化反应。在过去的十年中,有超过20,000种不同种类的MOFs已经被设计和合成。但是高耐水性能的MOFs却鲜有报道。
由于MOFs的水稳定性差,极大限制了MOFs材料在催化领域的应用。金属离子/团簇与有机配体的结合强度是决定MOFs水稳定性的关键因素。而理论和实验结果表明,大多数情况下金属离子/团簇与有机配体的配位键较弱,其在水溶液中易受水分子的破坏而断裂导致MOF晶型、微观形貌发生改变。所以大多数工业应用过程要求MOFs对水/湿度具有一定的稳定性。因此,如何提高MOFs材料的耐水性能,是亟需解决的问题。
到目前为止,研究人员已经开发了多种方法来增强MOFs材料的耐水性能,主要采用以下两种方法。一种是直接合成疏水MOFs;另一种是后修饰MOFs,包括疏水客体分子的包封(如氟化分子、碳纳米管),以及通过有机配体置换等(J.Am.Chem.Soc.,2012,134,1486-1489)。例如,在MOFs晶体表面涂覆疏水聚合物,制备出MOF@聚合物的复合材料,该复合材料在含水介质中的结构稳定性优于原始MOFs(J.Am.Chem.Soc.,2014,136,16978-16981)。又如,CN 108192108 A公开的技术方案是以金属有机骨架置于离子液体的前驱体溶液中以提高金属有机骨架的稳定性。但是这些技术不具备普适性或者工艺流程复杂,需要用到有机溶剂和一定的压力才能实现。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷,提供一种钇金属有机骨架负载贵金属催化剂的制备方法。
本发明的技术方案如下:
一种钇金属有机骨架负载贵金属催化剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)将含Y3+的可溶性盐溶解于低级醇溶剂中,得到含Y3+醇溶液;
(2)将表面活性剂溶解于低级醇溶剂中,得到含表面活性剂醇溶液;
(3)将1,3,5-苯三甲酸溶解于低级醇溶剂和有机酰胺类溶剂以40-60∶40-60的体积比组成的混合溶剂中,缓慢加入步骤(2)所得的含表面活性剂醇溶液,继续搅拌1~20min;
(4)将步骤(1)所得的含Y3+醇溶液加入到步骤(3)所得的物料中,继续搅拌得到透明澄清溶液;
(5)将步骤(4)所得的透明澄清溶液于50-200℃进行水热反应10-60h,然后经过离心获得固体,再经该固体进行洗涤和干燥,获得钇金属有机骨架;
(6)将步骤(5)所得的钇金属有机骨架负载贵金属催化纳米颗粒后在氮气和/或惰性气体氛围下,以5~20℃/min的升温速率升温至200~400℃焙烧处理1~80min,得到所述钇金属有机骨架负载贵金属催化剂;
上述Y3+与1,3,5-苯三甲酸的摩尔比为1∶0.8-6。
在本发明的一个优选实施方案中,所述含Y3+的可溶性盐为硫酸钇、硝酸钇、氯化钇和醋酸钇中的至少一种。
在本发明的一个优选实施方案中,所述醇溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的至少一种。
在本发明的一个优选实施方案中,所述有机酰胺类溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二乙基甲酰胺。
在本发明的一个优选实施方案中,所述Y3+与1,3,5-苯三甲酸的摩尔比为1∶2。
在本发明的一个优选实施方案中,所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
在本发明的一个优选实施方案中,所述表面活性剂与1,3,5-苯三甲酸的质量比为0.05-0.2∶1-6。
在本发明的一个优选实施方案中,所述惰性气体为氩气和/或氦气。
本发明的有益效果是:
1、本发明制备的钇金属有机骨架负载贵金属催化剂中的钇金属有机骨架具有高耐水性,可负载金钯合金纳米颗粒,并在苯甲醇催化氧化反应中表现出高转化率、高选择性和优异的循环利用性,在实际应用中非常重要。
2、本发明的制备方法基于Y3+为金属节点,以1,3,5-苯三甲酸(H3BTC)为有机配体,通过自组装形成的三维多孔金属有机骨架材料,合成方法简单,可明显提高金属有机骨架的耐水稳定性,应用前景广阔,在工业应用方面具有很高的价值。
附图说明
图1为本发明实例1所制备的钇金属有机骨架负载贵金属催化剂的X射线粉末衍射(XRD)图。XRD表征测试仪器为日本SmartLab型X射线粉末衍射仪,Cu靶Kα射线(λ=0.15406nm)作为辐射光源,管电压为40kV,管电流参数为30mA,扫描范围为5°~70°,扫描步长为0.02°。
图2为本发明实例3制备的原始Y-BTC(图2a)和高耐水Y-BTC的水接触角图(图2b)。
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1
(1)将1.92g硝酸钇溶解于50mL乙醇中,得到硝酸钇乙醇溶液;
(2)将聚乙烯吡咯烷酮溶解于的乙醇中,配制10mL浓度为10g/L的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液;
(3)将4.2g 1,3,5-苯三甲酸溶解于100mL乙醇和N,N-二甲基甲酰胺以1∶1的体积比组成的混合溶剂中,缓慢加入步骤(2)所得的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液,继续搅拌10min;
(4)将步骤(1)所得的硝酸钇乙醇溶液加入到步骤(3)所得的物料中,继续搅拌10min,得到透明澄清溶液;
(5)将步骤(4)所得的透明澄清溶液于80℃进行水热反应20h,然后经过离心获得固体,再经该固体进行乙醇洗涤和干燥,得到钇金属有机骨架,记为原始Y-BTC;
(6)将步骤(5)所得的原始Y-BTC负载金钯纳米颗粒后放到管式炉中,在气体流量为50mL/min的氮气气氛下,以10℃/min的升温速率升温至300℃焙烧处理5min,得到钇金属有机骨架负载贵金属催化剂。
将本实施例制得的钇金属有机骨架负载贵金属催化剂应用于苯甲醇催化氧化反应,结果显示该催化剂对苯甲醇的转化率为55%,主产物苯甲醛的选择性为86%,可重复使用五次并保持初始的催化活性。而没有经过该焙烧处理的原始钇金属有机骨架负载贵金属催化剂,其负载金钯纳米颗粒后,应用于苯甲醇催化氧化反应,在其重复使用实验中,其活性不断下降,在重复使用二次后,其转化率急剧下降,仅为24.7%。
通过对原始Y-BTC和氮气焙烧之后的Y-BTC(记为:高耐水Y-BTC)进行XRD测试,将原始Y-BTC和高耐水性Y-BTC分别浸泡在去离子水中,用XRD表征其晶型变化。所得XRD数据如图1所示,说明用氮气焙烧后能够明显提高Y-BTC的耐水性能,其水浸泡5h后仍然维持原有MOFs晶型,而无修饰的原始Y-BTC,其水浸泡1h后晶型即发生明显变化。
实施例2
(1)将1.92g硝酸钇溶解于50mL乙醇中,得到硝酸钇乙醇溶液;
(2)将聚乙烯吡咯烷酮溶解于的乙醇中,配制10mL浓度为5g/L的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液;
(3)将5g 1,3,5-苯三甲酸溶解于100mL乙醇和N,N-二甲基甲酰胺以1∶1的体积比组成的混合溶剂中,缓慢加入步骤(2)所得的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液,继续搅拌10min;
(4)将步骤(1)所得的硝酸钇乙醇溶液加入到步骤(3)所得的物料中,继续搅拌10min,得到透明澄清溶液;
(5)将步骤(4)所得的透明澄清溶液于80℃进行水热反应24h,然后经过离心获得固体,再经该固体进行乙醇洗涤和干燥,得到钇金属有机骨架,记为原始Y-BTC;
(6)将步骤(5)所得的原始Y-BTC放到管式炉中,在气体流量为50mL/min的氮气气氛下,以5℃/min的升温速率升温至300℃焙烧处理2min,得到高耐水Y-BTC。
将该高耐水Y-BTC应用于苯甲醇催化氧化反应,由于其没有负载贵金属纳米颗粒,故在催化反应中无明显活性。
实施例3
(1)将1.92g硝酸钇溶解于50mL乙醇中,得到硝酸钇乙醇溶液;
(2)将聚乙烯吡咯烷酮溶解于的乙醇中,配制10mL浓度为10g/L的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液;
(3)将2.1g 1,3,5-苯三甲酸溶解于100mL乙醇和N,N-二甲基乙酰胺以1∶1的体积比组成的混合溶剂中,缓慢加入步骤(2)所得的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液,继续搅拌10min;
(4)将步骤(1)所得的硝酸钇乙醇溶液加入到步骤(3)所得的物料中,继续搅拌10min,得到透明澄清溶液;
(5)将步骤(4)所得的透明澄清溶液于100℃进行水热反应15h,然后经过离心获得固体,再经该固体进行乙醇洗涤和干燥,得到钇金属有机骨架,记为原始Y-BTC;
(6)将步骤(5)所得的原始Y-BTC负载金钯纳米颗粒后放到管式炉中,在气体流量为80mL/min的氮气气氛下,以10℃/min的升温速率升温至300℃焙烧处理10min,得到钇金属有机骨架负载贵金属催化剂。
将该钇金属有机骨架负载贵金属催化剂应用于苯甲醇催化氧化反应,结果显示该催化剂对苯甲醇的转化率为65%,主产物苯甲醛选择性为97%。可以重复使用五次并保持初始的催化活性。同时将制备得到的原始Y-BTC和高耐水Y-BTC分别进行水接触角测试。如图2所示,接触角图2(a)和(b)分别是3°和32°,说明了在氮气焙烧处理之后Y-BTC增强了疏水性。
实施例4
(1)将3.84g硝酸钇溶解于50mL乙醇中,得到硝酸钇乙醇溶液;
(2)将聚乙烯吡咯烷酮溶解于的乙醇中,配制10mL浓度为5g/L的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液;
(3)将2.1g 1,3,5-苯三甲酸溶解于100mL乙醇和N,N-二甲基乙酰胺以1∶1的体积比组成的混合溶剂中,缓慢加入步骤(2)所得的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液,继续搅拌10min;
(4)将步骤(1)所得的硝酸钇乙醇溶液加入到步骤(3)所得的物料中,继续搅拌10min,得到透明澄清溶液;
(5)将步骤(4)所得的透明澄清溶液于80℃进行水热反应20h,然后经过离心获得固体,再经该固体进行乙醇洗涤和干燥,得到钇金属有机骨架,记为原始Y-BTC;
(6)将步骤(5)所得的原始Y-BTC负载金钯纳米颗粒后放到管式炉中,在气体流量为80mL/min的氮气气氛下,以5℃/min的升温速率升温至350℃焙烧处理10min,得到钇金属有机骨架负载贵金属催化剂。
将该钇金属有机骨架负载贵金属催化剂应用于苯甲醇催化氧化反应,结果显示该催化剂对苯甲醇的转化率为80%,主产物苯甲醛选择性为91%。实验结果表明该催化剂可以重复使用五次并保持初始的催化活性。
实施例5
(1)将3.84g硝酸钇溶解于50mL乙醇中,得到硝酸钇乙醇溶液;
(2)将聚乙烯吡咯烷酮溶解于的乙醇中,配制10mL浓度为10g/L的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液;
(3)将2.88g 1,3,5-苯三甲酸溶解于100mL乙醇和N,N-二甲基甲酰胺以1∶1的体积比组成的混合溶剂中,缓慢加入步骤(2)所得的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液,继续搅拌10min;
(4)将步骤(1)所得的硝酸钇乙醇溶液加入到步骤(3)所得的物料中,继续搅拌10min,得到透明澄清溶液;
(5)将步骤(4)所得的透明澄清溶液于120℃进行水热反应10h,然后经过离心获得固体,再经该固体进行乙醇洗涤和干燥,得到钇金属有机骨架,记为原始Y-BTC;
(6)将步骤(5)所得的原始Y-BTC负载金钯纳米颗粒后放到管式炉中,在气体流量为50mL/min的氩气气氛下,以5℃/min的升温速率升温至300℃焙烧处理10min,得到钇金属有机骨架负载贵金属催化剂。
将该钇金属有机骨架负载贵金属催化剂应用于苯甲醇催化氧化反应,结果显示该催化剂对苯甲醇的转化率为66.8%,主产物苯甲醛选择性为90%。实验结果表明该催化剂可以重复使用五次并保持初始的催化活性。
实施例6
(1)将3.84g硝酸钇溶解于50mL乙醇中,得到硝酸钇乙醇溶液;
(2)将聚乙烯吡咯烷酮溶解于的乙醇中,配制10mL浓度为10g/L的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液;
(3)将2.88g 1,3,5-苯三甲酸溶解于100mL乙醇和N,N-二甲基甲酰胺以1∶1的体积比组成的混合溶剂中,缓慢加入步骤(2)所得的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液,继续搅拌10min;
(4)将步骤(1)所得的硝酸钇乙醇溶液加入到步骤(3)所得的物料中,继续搅拌10min,得到透明澄清溶液;
(5)将步骤(4)所得的透明澄清溶液于80℃进行水热反应16h,然后经过离心获得固体,再经该固体进行乙醇洗涤和干燥,得到钇金属有机骨架,记为原始Y-BTC;
(6)将步骤(5)所得的原始Y-BTC负载金钯纳米颗粒后放到管式炉中,在气体流量为50mL/min的氩气气氛下,以10℃/min的升温速率升温至300℃焙烧处理15min,得到钇金属有机骨架负载贵金属催化剂。
将该钇金属有机骨架负载贵金属催化剂应用于苯甲醇催化氧化反应,结果显示该催化剂对苯甲醇的转化率为70.6%,主产物苯甲醛选择性为92.7%。发现该催化剂可以重复使用五次并保持初始的催化活性。而没有经过该焙烧处理的原始Y-BTC,其负载金钯纳米颗粒后,应用于苯甲醇催化氧化反应,在重复使用实验中,其活性不断下降。
实施例7
(1)将3.5g醋酸钇溶解于50mL乙醇中,得到醋酸钇乙醇溶液;
(2)将聚乙烯吡咯烷酮溶解于的乙醇中,配制20mL浓度为20g/L的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液;
(3)将2.1g 1,3,5-苯三甲酸溶解于100mL乙醇和N,N-二甲基甲酰胺以1∶1的体积比组成的混合溶剂中,缓慢加入步骤(2)所得的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液,继续搅拌10min;
(4)将步骤(1)所得的醋酸钇乙醇溶液加入到步骤(3)所得的物料中,继续搅拌10min,得到透明澄清溶液;
(5)将步骤(4)所得的透明澄清溶液于60℃进行水热反应40h,然后经过离心获得固体,再经该固体进行乙醇洗涤和干燥,得到钇金属有机骨架,记为原始Y-BTC;
(6)将步骤(5)所得的原始Y-BTC放到管式炉中,在气体流量为80mL/min的氮气气氛下,以10℃/min的升温速率升温至350℃焙烧处理30min,得到高耐水Y-BTC。
将该高耐水Y-BTC应用于苯甲醇催化氧化反应,由于其没有负载贵金属纳米颗粒,结果显示该催化剂无明显的催化活性。
实施例8
(1)将1.92g硝酸钇溶解于50mL乙醇中,得到硝酸钇乙醇溶液;
(2)将聚乙烯吡咯烷酮溶解于的乙醇中,配制10mL浓度为20g/L的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液;
(3)将2.1g 1,3,5-苯三甲酸溶解于100mL乙醇和N,N-二甲基甲酰胺以1∶1的体积比组成的混合溶剂中,缓慢加入步骤(2)所得的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液,继续搅拌10min;
(4)将步骤(1)所得的硝酸钇乙醇溶液加入到步骤(3)所得的物料中,继续搅拌10min,得到透明澄清溶液;
(5)将步骤(4)所得的透明澄清溶液于80℃进行水热反应20h,然后经过离心获得固体,再经该固体进行乙醇洗涤和干燥,得到钇金属有机骨架,记为原始Y-BTC;
(6)将步骤(5)所得的原始Y-BTC负载金钯纳米颗粒后放到管式炉中,在气体流量为50mL/min的氮气气氛下,以10℃/min的升温速率升温至300℃焙烧处理5min,得到钇金属有机骨架负载贵金属催化剂。
将该钇金属有机骨架负载贵金属催化剂应用于苯甲醇催化氧化反应,对苯甲醇的转化率为73%,主产物苯甲醛选择性为90.3%,结果显示该催化剂可以重复使用五次并保持初始的催化活性。而没有经过该焙烧处理的原始Y-BTC,负载金钯纳米颗粒后,其应用于苯甲醇催化氧化反应,在重复使用实验中,其活性不断下降。
实施例9
(1)将1.92g硝酸钇溶解于50mL异丙醇中,得到硝酸钇异丙醇溶液;
(2)将聚乙烯吡咯烷酮溶解于的异丙醇中,配制10mL浓度为10g/L的聚乙烯吡咯烷酮异丙醇溶液;
(3)将4.2g 1,3,5-苯三甲酸溶解于100mL异丙醇和N,N-二甲基甲酰胺以1∶1的体积比组成的混合溶剂中,缓慢加入步骤(2)所得的聚乙烯吡咯烷酮异丙醇溶液,继续搅拌10min;
(4)将步骤(1)所得的硝酸钇异丙醇溶液加入到步骤(3)所得的物料中,继续搅拌10min,得到透明澄清溶液;
(5)将步骤(4)所得的透明澄清溶液于80℃进行水热反应20h,然后经过离心获得固体,再经该固体进行异丙醇洗涤和干燥,得到钇金属有机骨架,记为原始Y-BTC;
(6)将步骤(5)所得的原始Y-BTC负载金钯纳米颗粒后放到管式炉中,在气体流量为80mL/min的氮气气氛下,以10℃/min的升温速率升温至300℃焙烧处理50min,得到钇金属有机骨架负载贵金属催化剂。
将该钇金属有机骨架负载贵金属催化剂应用于苯甲醇催化氧化反应,对苯甲醇的转化率为63%,主产物苯甲醛选择性为88%,结果显示该催化剂可以重复使用五次并保持初始的催化活性。而没有经过该焙烧处理的原始Y-BTC,负载金钯纳米颗粒后,其应用于苯甲醇催化氧化反应,在重复使用实验中,其活性不断下降。
实施例10
(1)将4.66g硫酸钇溶解于50mL乙醇中,得到硫酸钇乙醇溶液;
(2)将聚乙烯吡咯烷酮溶解于的乙醇中,配制10mL浓度为5g/L的聚乙烯吡咯烷酮异丙醇溶液;
(3)将4.2g 1,3,5-苯三甲酸溶解于100mL乙醇和N,N-二甲基甲酰胺以1∶1的体积比组成的混合溶剂中,缓慢加入步骤(2)所得的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液,继续搅拌10min;
(4)将步骤(1)所得的硫酸钇乙醇溶液加入到步骤(3)所得的物料中,继续搅拌10min,得到透明澄清溶液;
(5)将步骤(4)所得的透明澄清溶液于80℃进行水热反应20h,然后经过离心获得固体,再经该固体进行乙醇洗涤和干燥,得到钇金属有机骨架,记为原始Y-BTC;
(6)将步骤(5)所得的原始Y-BTC负载金钯纳米颗粒后放到管式炉中,在气体流量为80mL/min的氮气气氛下,以20℃/min的升温速率升温至400℃焙烧处理2min,得到钇金属有机骨架负载贵金属催化剂。
将该钇金属有机骨架负载贵金属催化剂应用于苯甲醇催化氧化反应,结果显示该催化剂对苯甲醇的转化率为75%,主产物苯甲醛选择性为92%,可以重复使用五次并保持初始的催化活性。而没有经过该焙烧处理的原始Y-BTC,负载金钯纳米颗粒后,其应用于苯甲醇催化氧化反应,在重复使用实验中,其活性不断下降。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,故不能依此限定本发明实施的范围,即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种钇金属有机骨架负载贵金属催化剂的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)将含Y3+的可溶性盐溶解于低级醇溶剂中,得到含Y3+醇溶液;
(2)将表面活性剂溶解于低级醇溶剂中,得到含表面活性剂醇溶液;
(3)将1,3,5-苯三甲酸溶解于低级醇溶剂和有机酰胺类溶剂以40-60∶40-60的体积比组成的混合溶剂中,缓慢加入步骤(2)所得的含表面活性剂醇溶液,继续搅拌1~20min;
(4)将步骤(1)所得的含Y3+醇溶液加入到步骤(3)所得的物料中,继续搅拌得到透明澄清溶液;
(5)将步骤(4)所得的透明澄清溶液于50-200℃进行水热反应10-60h,然后经过离心获得固体,再经该固体进行洗涤和干燥,获得钇金属有机骨架;
(6)将步骤(5)所得的钇金属有机骨架负载贵金属催化纳米颗粒后在氮气和/或惰性气体氛围下,以5~20℃/min的升温速率升温至200~400℃焙烧处理1~80min,得到所述钇金属有机骨架负载贵金属催化剂;
上述Y3+与1,3,5-苯三甲酸的摩尔比为1∶0.8-6。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述含Y3+的可溶性盐为硫酸钇、硝酸钇、氯化钇和醋酸钇中的至少一种。
3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述醇溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的至少一种。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述有机酰胺类溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二乙基甲酰胺。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述Y3+与1,3,5-苯三甲酸的摩尔比为1∶2。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述表面活性剂与1,3,5-苯三甲酸的质量比为0.05-0.2∶1-6。
8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述惰性气体为氩气和/或氦气。
CN201910591789.5A 2019-07-01 2019-07-01 一种钇金属有机骨架负载贵金属催化剂的制备方法 Active CN110327978B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910591789.5A CN110327978B (zh) 2019-07-01 2019-07-01 一种钇金属有机骨架负载贵金属催化剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910591789.5A CN110327978B (zh) 2019-07-01 2019-07-01 一种钇金属有机骨架负载贵金属催化剂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110327978A CN110327978A (zh) 2019-10-15
CN110327978B true CN110327978B (zh) 2022-02-08

Family

ID=68144125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910591789.5A Active CN110327978B (zh) 2019-07-01 2019-07-01 一种钇金属有机骨架负载贵金属催化剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110327978B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106563504A (zh) * 2016-10-28 2017-04-19 南京首帆环保科技有限公司 基于CuBTC‑PVP的双金属催化剂的制备方法及其应用
CN108276582A (zh) * 2017-12-27 2018-07-13 华中科技大学 一种金属有机骨架材料及制备方法与吸附甲醛的应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106563504A (zh) * 2016-10-28 2017-04-19 南京首帆环保科技有限公司 基于CuBTC‑PVP的双金属催化剂的制备方法及其应用
CN108276582A (zh) * 2017-12-27 2018-07-13 华中科技大学 一种金属有机骨架材料及制备方法与吸附甲醛的应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Accelerated Syntheses of Porous Isostructural Lanthanide–Benzenetricarboxylates (Ln–BTC) Under Ultrasound at Room Temperature";Nazmul Abedin Khan,et al;《Eur. J. Inorg. Chem.》;20100910;全文 *
"Flexible Yttrium Coordination Geometry Inhibits "Bare-Metal" Guest Interactions in the Metal-Organic Framework Y(btc)";Josie E. Auckett,et al;《Energies》;20161231;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110327978A (zh) 2019-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. In situ electrochemical synthesis of MOF-5 and its application in improving photocatalytic activity of BiOBr
Meng et al. Construction of g-C3N4/ZIF-67 photocatalyst with enhanced photocatalytic CO2 reduction activity
Huang et al. A ZIF-8 decorated TiO2 grid-like film with high CO2 adsorption for CO2 photoreduction
CN107617447B (zh) 一种Ag@MOFs/TiO2光催化剂的制备方法与应用
Ostad et al. Photocatalytic carbon dioxide reduction to methanol catalyzed by ZnO, Pt, Au, and Cu nanoparticles decorated zeolitic imidazolate framework-8
WO2022041852A1 (zh) 一种在泡沫镍表面原位生长Ni-MOF薄膜光催化剂及其制备方法和应用
CN107694565B (zh) 一种石墨烯气凝胶贵金属催化剂的制备方法
Yang et al. Integrating enrichment, reduction, and oxidation sites in one system for artificial photosynthetic diluted CO2 reduction
CN110787790B (zh) 海胆状金属氧化物多孔光催化材料及其制备方法和应用
CN111468147A (zh) 一种多孔碳复合二氧化钛-卤氧化物光催化剂及其制备方法
CN104707658A (zh) 一种Pd/金属有机骨架化合物催化剂及其制备方法和应用
CN110787584A (zh) 铈基金属有机骨架结构材料用于co2的吸附分离应用
CN109621962B (zh) 一种用于消除甲醛的规则形貌金属氧化物催化剂及其制备方法和应用
CN111151299B (zh) 一种醇铜配合物催化剂及其制备方法与在乙炔氢氯化反应中的应用
CN109046450B (zh) 一种BiOCl/(BiO)2CO3负载的醋酸纤维素/丝素杂化膜的制备方法和应用
CN111569875A (zh) 一种铜/多孔碳纳米棒材料、制备方法和应用
CN113667131A (zh) 一种功能化金属有机框架纳米材料、制备方法及其应用
CN111111784B (zh) 一种UiO-67包裹Co催化剂及其制备方法和应用
CN113699549B (zh) 一种钌&锡双金属氧化物电催化材料及其制备方法和应用
CN110327978B (zh) 一种钇金属有机骨架负载贵金属催化剂的制备方法
CN113546687A (zh) 一种超薄钛基MOFs纳米片的可见光催化剂的制备方法及应用
CN109575305B (zh) Co-MOF气敏纳米材料的制备方法及其产品和应用
CN110180542B (zh) 一种二氧化钛/石墨烯/金属单质三元复合光催化材料及光还原制备方法
CN111389465A (zh) 一种MOF@TiO2@PDVB光催化剂及其制备方法与应用
CN115007214B (zh) 机械化学法制备的含铜基金属有机框架催化剂及制备方法

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
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231120

Address after: Room 1506, Building 69, Tian'an Digital City Industrial Building, No. 55 Changshan Avenue, Jiangyin City, Wuxi City, Jiangsu Province, 214431

Patentee after: Jiangsu Linglanxing Carbon Neutralization Technology Co.,Ltd.

Address before: 362000 North China Road, Dongcheng, Fengze District, Quanzhou City, Fujian Province, 269

Patentee before: HUAQIAO University