CN112023909A - 快响应高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种快响应高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂的制备方法，所述方法主要包括如下步骤：(1)通过通道流场设计和结构化设计，设计出结构化模型；(2)使用3D打印机打印出结构化模型；(3)将所述结构化模型进行碳化和活化处理得到结构化多孔碳基体；(4)在结构化多孔碳基体上负载所需活性组分而制备成结构化催化剂；从而制备成本发明结构化催化剂。将所述结构化催化剂置于反应器中并接入电路而制成电加热催化反应器。采用本方法制备的结构化催化剂，该结构化电加热碳基催化剂可以实现催化剂反应器小型化、集成化和移动化，在工业应用中具有极大的使用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种结构化催化剂及其制备方法，属于气固多相催化技术领域，具体的说是催化剂制备领域。
背景技术
在吸热类气固多相催化反应中，通常通过利用外加电加热器或者利用燃料燃烧产生的热量的方式给反应器供热，保证催化剂在合适的温度下进行反应，但是以上两种供热方式，反应器催化反应所需要的热量均来自催化剂外部，吸热反应的温度控制受限于热传导过程，导致反应装置启动时间往往较长且催化剂床层受热不均匀，易于形成局部热点或冷点，造成催化剂活性降低甚至无法满足催化要求。
多孔碳材料具有大的比表面积和丰富的孔隙结构，使得在负载活性组分时，更容易获得分散度高、结合稳定的活性位点，因而在吸附和催化领域得到了广泛的应用。目前市场上的多孔碳材料以粉状、块状和柱状为主，在将多孔碳制备成结构化形式，尚只有蜂窝状多孔碳一种在吸附领域得到了广泛应用，然而对于复杂结构的多孔碳材料制备方法较少。同时，多孔碳材料作为电的优良导体，这一性能在催化领域的应用也尚未引起足够重视。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中结构化多孔碳制备方法不足，填补了碳加热快速响应方面的空白，提供一种快响应、高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂及其制备方法。
本发明一种快响应、高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂及其制备方法是通过以下技术方案实现：
一种快响应、高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂及其制备方法其特征在于，包含以下步骤：
(1)使用SolidWorks等三维设计软件设计孔壁相间的三维结构化模型，其中设计的孔为流体的流动通道，将设计的三维模型输出到DLP 3D打印机；
(2)打印结构化模型
将聚氨酯丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、碳黑和碳酸钾混合均匀，使用球磨机以100r/min～270r/min的转速球磨1～6h，得到光固化树脂，使用3D打印机打印出结构化模型；
各种原料的质量比为：聚氨酯丙烯酸酯32～48％、二丙二醇二丙烯酸酯35～55％、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(简称819)1～6％、碳黑0.3～3％，碳酸钾0～10％；
(3)碳化
将打印模型在氮气气氛中以0.1～15℃/min的升温速率升温至450～900℃，保温1～9h，随管式炉自然冷却后得到碳化样品。
(4)活化
将碳化模型在尿素溶液氛围中以2～15℃/min的升温速率升温至500～950℃，保温0.5～9h，随管式炉自然冷却后得到活化样品。
(5)结构化催化剂的负载
a.配制活性组分前驱体溶液。将硝酸铜溶于去离子水中，配置成摩尔浓度为0.1～5mol/L的盐溶液，常温搅拌0.1～10h，制备得到浸渍盐溶液；
b.结构化载体清洗。采用等体积去离子水浸泡所述结构化多孔碳碳载体0.5～3h并重复3～5次，采用等体积无水乙醇浸泡所述结构化多孔碳碳载体0.5～3h并重复3～5次，随后使用烘箱50～150℃干燥1～6h，得到清洁干净的导电的结构化多孔碳基体；
c.采用过量浸渍方法负载催化剂。将所述结构化多孔碳基体使用3倍碳基体体积的盐溶液浸渍0.5～10h，使用气体将基体表面多余的液体吹掉，在30～150℃℃烘箱干燥0.5～12h，接着在N2氛围中以1～10℃/min的速率升温至300～500℃焙烧1～5h，随后随炉冷却，制得所述结构化催化剂，活性成分的负载量为0.01～50％；
d.结构化催化剂焙烧。将所得结构化催化剂以1～10℃/min的速率升温至350～500℃，在体积分数为5％～20％的H2/N2混合气氛中还原1～5h，制得具有催化活性的结构化电加热多孔碳基催化剂。
进一步的，其特征在于，所述的催化剂包含基体和活性组分两部分，活性组分在多孔基体上负载，并制备成结构化电加热碳基催化剂。所述的基体材料为导电的结构化多孔碳，或者是多孔SiC等导电材料。
进一步的，其特征在于，结构化催化剂模型打印不限于采用DLP机型，也可以采用FDM、SLA等打印机型，也可以是其他整体成型，热熔法烧结，挤出成型等其他成型工艺制备。
进一步的，所述打印的结构化模型是指由众多宏观孔隙组成的孔壁相间的多孔材料，孔的形状可以为正方形、长方形、圆形等，其中，孔的尺寸范围优先选取0.2mm～20mm，壁的尺寸范围优先选取0.1mm～20mm，设计的孔为流体的流动通道。
进一步的，所述的活性组分前驱体可以是铜，锌，铂，钯，镁，铁，镍等化学元素硝酸盐的一种，也可以是硫酸盐，氯酸盐的一种，也可以是两种或多种混合，或者同等功能的催化剂活性组分。
进一步的，所述的活性组分的负载方法包含浸渍法，溶胶凝胶法，浆液法、负载法、一体成型法制备方法。
进一步的，碳化模型的活化可以在尿素、氨气、二氧化碳、水蒸气等单一气氛氛围下进行，也可以是复合气氛下进行，同时不限于以上几种。
进一步的，电加热连接方式是结构化电加热碳基催化剂放置于内壁绝缘的反应器中而制成电加热催化反应器，催化剂两端与电路进行连接，反应物通入电加热催化反应器后，打开电源对电加热碳基催化剂电路施加电流，结构化碳基催化剂基体产生焦耳热直接将催化剂加热到反应所需温度而发生反应，连接方式不限于以上所述，其他借鉴模仿雷同连接方式，也在本发明保护范围。
进一步的，配制活性组分前驱体溶液所用溶剂，为去离子水，或者是乙醇等有机溶剂。
进一步的，碳化处理不局限于直接在高温惰性气氛下碳化，先在空气气氛中以0.1～20℃/min的升温速率升温至120～400℃，保温0～5h，进行表面预先氧化处理，随后在氮气气氛中以0.1～15℃/min的升温速率升温至450～900℃，保温1～9h，随管式炉自然冷却后得到碳化样品。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
制备的结构化催化剂受热均匀，热量使用效率更高，同时催化反应器响应时间被大幅减少，该结构化电加热碳基催化剂可以实现催化剂反应器小型化、集成化和移动化的目的、
附图说明：
图1：本发明制备的结构化催化剂热响应对比效果图
图2：本发明制备的结构化催化剂表面多孔SEM结果图
图3：本发明制备的结构化催化剂与同等条件下堇青石载体效果对比图。
具体实施方式
以下提供本发明一种快响应、高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂及其制备方法的具体实施方式。
实施例1
本实施例提供了一种快响应、高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂及其制备方法，包括以下步骤：
(1)使用SolidWorks三维设计软件设计孔壁相间的三维结构化模型，其中设计的孔为流体的流动通道，将设计的三维模型输出到DLP 3D打印机；
(2)打印结构化模型
将聚氨酯丙烯酸酯(48％)、二丙二醇二丙烯酸酯(45％)、819(3.5％)、碳黑(0.5％)和碳酸钾(3％)的质量比均匀混合，使用球磨机以250r/min的转速球磨6h，得到光固化树脂，使用3D打印机打印出结构化模型；
(3)碳化
将打印模型在氮气气氛中以15℃/min的升温速率升温至900℃，保温9h，随管式炉自然冷却后得到碳化样品。
(4)活化
将碳化模型在尿素溶液氛围中以15℃/min的升温速率升温至950℃，保温0.5h，随管式炉自然冷却后得到活化样品。
(5)结构化催化剂的负载
a.配制活性组分前驱体溶液。将硝酸铜溶于去离子水中，配置成摩尔浓度为5mol/L的盐溶液，常温搅拌10h，制备得到浸渍盐溶液；
b.结构化载体清洗。采用等体积去离子水浸泡所述结构化多孔碳碳载体3h并重复5次，采用等体积无水乙醇浸泡所述结构化多孔碳碳载体3h并重复5次，随后使用烘箱150℃干燥6h，得到清洁干净的导电的结构化多孔碳基体；
c.采用过量浸渍方法负载催化剂。将所述结构化多孔碳基体使用3倍碳基体体积的盐溶液浸渍10h，使用气体将基体表面多余的液体吹掉，在150℃℃烘箱干燥012h，接着在N2氛围中以10℃/min的速率升温至500℃焙烧5h，随后随炉冷却，制得所述结构化催化剂。
d.结构化催化剂焙烧。将所得结构化催化剂以10℃/min的速率升温至500℃，在体积分数为20％的H2/N2混合气氛中还原5h，制得具有催化活性的结构化电加热多孔碳基催化剂。
实施例2
本实施例提供了一种快响应、高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂及其制备方法，包括以下步骤：
(1)使用Pro-E三维设计软件设计孔壁相间的三维结构化模型，其中设计的孔为流体的流动通道，将设计的三维模型输出到FDM 3D打印机；
(2)打印结构化模型
将聚氨酯丙烯酸酯(45％)、二丙二醇二丙烯酸酯(49％)、819(2％)、碳黑(2％)和碳酸钾(2％)的质量比混合，使用球磨机以200r/min的转速球磨1h，得到光固化树脂，使用3D打印机打印出结构化模型；
(3)碳化
将打印模型在氩气气氛中以1℃/min的升温速率升温至500℃，保温9h，随管式炉自然冷却后得到碳化样品。
(4)活化
将碳化模型在氨气溶液氛围中以5℃/min的升温速率升温至550℃，保温6h，随管式炉自然冷却后得到活化样品。
(5)结构化催化剂的负载
a.配制活性组分前驱体溶液。将硝酸铁和硝酸锌按1：1质量比混合，溶于去离子水中，配置成摩尔浓度为3mol/L的盐溶液，常温搅拌4h，制备得到浸渍盐溶液；
b.结构化载体清洗。采用等体积去离子水浸泡所述结构化多孔碳碳载体3h并重复2次，采用等体积无水乙醇浸泡所述结构化多孔碳碳载体2h并重复3次，随后使用烘箱110℃干燥1h，得到清洁干净的导电的结构化多孔碳基体；
c.采用等体积浸渍方法负载催化剂。将所述结构化多孔碳基体使用0.8倍碳基体体积的盐溶液浸渍3h，使用气体将基体表面多余的液体吹掉，在110℃℃烘箱干燥4h，接着在N2氛围中以4℃/min的速率升温至500℃焙烧3h，随后随炉冷却，制得所述结构化催化剂。
d.结构化催化剂焙烧。将所得结构化催化剂以4℃/min的速率升温至450℃，在体积分数为10％的H2/N2混合气氛中还原3h，制得具有催化活性的结构化电加热多孔碳基催化剂。
实施例3
本实施例提供了一种快响应、高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂及其制备方法，包括以下步骤：
(1)使用SolidWorks三维设计软件设计孔壁相间的三维结构化模型，其中设计的孔为流体的流动通道，将设计的三维模型输出到DLP 3D打印机；
(2)打印结构化模型
将聚氨酯丙烯酸酯(35％)、二丙二醇二丙烯酸酯(49％)、819(5％)、碳黑(1％)和碳酸钾(10％)按质量比混合均匀使用球磨机以150r/min的转速球磨5h，得到光固化树脂，使用3D打印机打印出结构化模型；
(3)碳化
将打印模型在氦气气氛中以4℃/min的升温速率升温至800℃，保温5h，随管式炉自然冷却后得到碳化样品。
(4)活化
将碳化模型在二氧化碳气氛围中以7℃/min的升温速率升温至850℃，保温4h，随管式炉自然冷却后得到活化样品。
(5)结构化催化剂的负载
a.配制活性组分前驱体溶液。将硝酸铂溶于去离子水中，配置成摩尔浓度为1.5mol/L的盐溶液，常温搅拌4h，制备得到浸渍盐溶液；并添加纤维素增稠剂增粘，配置成粘度为5cp的浆料。
b.结构化载体清洗。采用等体积去离子水浸泡所述结构化多孔碳碳载体2h并重复4次，采用等体积无水乙醇浸泡所述结构化多孔碳碳载体2h并重复5次，随后使用烘箱100℃干燥5h，得到清洁干净的导电的结构化多孔碳基体；
c.采用浆料法负载催化剂。将所述催化剂浆料通过负压抽吸方式，抽进结构化多孔碳基体中，并称取重量，使其达到所需负载量，使用气体将基体表面多余的液体吹掉，在140℃℃烘箱干燥4h，接着在N2氛围中以6℃/min的速率升温至500℃焙烧2h，随后随炉冷却，制得所述结构化催化剂。
d.结构化催化剂焙烧。将所得结构化催化剂以2℃/min的速率升温至450℃，在体积分数为5％的H2/N2混合气氛中还原2h，制得具有催化活性的结构化电加热多孔碳基催化剂。
实施例4
本实施例提供了一种快响应、高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂及其制备方法，包括以下步骤：
(1)使用SolidWorks三维设计软件设计孔壁相间的三维结构化模型，其中设计的孔为流体的流动通道，将设计的三维模型输出到SLA 3D打印机；
(2)打印结构化模型
将聚氨酯丙烯酸酯(41％)、二丙二醇二丙烯酸酯(46％)、819(2％)、碳黑(3％)和碳酸钾(8％)按质量比混合均匀，使用球磨机以100r/min的转速球磨6h，得到光固化树脂，使用3D打印机打印出结构化模型；
(3)碳化
将打印模型在氮气气氛中以10℃/min的升温速率升温至700℃，保温1h，随管式炉自然冷却后得到碳化样品。
(4)活化
将碳化模型在水蒸气氛围中以8℃/min的升温速率升温至850℃，保温8h，随管式炉自然冷却后得到活化样品。
(5)结构化催化剂的负载
a.配制活性组分前驱体溶液。将硝酸铜溶于去离子水中，配置成摩尔浓度为4mol/L的盐溶液，常温搅拌7h，制备得到浸渍盐溶液；
b.结构化载体清洗。采用等体积去离子水浸泡所述结构化多孔碳碳载体3h并重复5次，采用等体积无水乙醇浸泡所述结构化多孔碳碳载体3h并重复5次，随后使用烘箱150℃干燥6h，得到清洁干净的导电的结构化多孔碳基体；
c.采用过量浸渍方法负载催化剂。将所述结构化多孔碳基体使用3倍碳基体体积的盐溶液浸渍10h，使用气体将基体表面多余的液体吹掉，在80℃烘箱干燥12h，接着在N2氛围中以10℃/min的速率升温至300℃焙烧5h，随后随炉冷却，制得所述结构化催化剂。
d.结构化催化剂焙烧。将所得结构化催化剂以10℃/min的速率升温至500℃，在体积分数为20％的H2/N2混合气氛中还原5h，制得具有催化活性的结构化电加热多孔碳基催化剂。
实施例5
本实施例提供了一种快响应、高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂及其制备方法，包括以下步骤：
(1)使用SolidWorks三维设计软件设计孔壁相间的三维结构化模型，其中设计的孔为流体的流动通道，将设计的三维模型输出到DLP 3D打印机；
(2)打印结构化模型
将聚氨酯丙烯酸酯(45％)、二丙二醇二丙烯酸酯(49％)、819(4.5％)、碳黑(0.5％)和碳酸钾(1％)按质量比混合均匀，使用球磨机以120r/min的转速球磨6h，得到光固化树脂，使用3D打印机打印出结构化模型；
(3)碳化
将打印模型在氮气气氛中以8℃/min的升温速率升温至750℃，保温2h，随管式炉自然冷却后得到碳化样品。
(4)活化
将碳化模型在尿素溶液氛围中以10℃/min的升温速率升温至750℃，保温2h，随管式炉自然冷却后得到活化样品。
(5)结构化催化剂的负载
a.配制活性组分前驱体溶液。将硝酸铜/硝酸锌溶于去离子水中，配置成摩尔浓度为1mol/L的盐溶液，常温搅拌3h，随后升温至75℃保温2h，制备得到溶胶液；
b.结构化载体清洗。采用等体积去离子水浸泡所述结构化多孔碳碳载体2h并重复5次，采用等体积无水乙醇浸泡所述结构化多孔碳碳载体0.5h并重复5次，随后使用烘箱150℃干燥5h，得到清洁干净的导电的结构化多孔碳基体；
c.采用溶胶凝胶法负载催化剂。采用浸渍提拉法将结构化多孔碳基体放置于活性组分溶胶液中2min，随后按2m/min的速度拉出，随后使用气体将基体表面多余的液体吹掉，在70℃℃烘箱干燥11h，接着在N2氛围中以3℃/min的速率升温至400℃焙烧2h，随后随炉冷却，制得所述结构化催化剂。
d.结构化催化剂焙烧。将所得结构化催化剂以2℃/min的速率升温至400℃，在体积分数为6％的H2/N2混合气氛中还原5h，制得具有催化活性的结构化电加热多孔碳基催化剂。
实施例6
本实施例提供了一种快响应、高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂及其制备方法，包括以下步骤：
(1)使用SolidWorks三维设计软件设计孔壁相间的三维结构化模型，其中设计的孔为流体的流动通道，将设计的三维模型输出到FDM 3D打印机；
(2)打印结构化模型
将聚氨酯丙烯酸酯(43％)、二丙二醇二丙烯酸酯(45％)、819(6％)、碳黑(2％)和碳酸钾(4％)按质量比混合均匀，使用球磨机以180r/min的转速球磨2h，得到光固化树脂，使用3D打印机打印出结构化模型；
(3)碳化
空气气氛中以10℃/min的升温速率升温至300℃，保温3h，进行表面预先氧化处理，随后在氮气气氛中以5℃/min的升温速率升温至900℃，保温9h，随管式炉自然冷却后得到碳化样品。
(4)活化
将碳化模型在氨气溶液氛围中以4℃/min的升温速率升温至500℃，保温5h，随管式炉自然冷却后得到活化样品。
(5)结构化催化剂的负载
a.配制活性组分前驱体溶液。将硝酸铁和硝酸铜按1：1摩尔比混合，溶于去离子水中，配置成摩尔浓度为2mol/L的盐溶液，常温搅拌3h，制备得到浸渍盐溶液；
b.结构化载体清洗。采用等体积去离子水浸泡所述结构化多孔碳碳载体3h并重复2次，采用等体积无水乙醇浸泡所述结构化多孔碳碳载体2h并重复3次，随后使用烘箱110℃干燥1h，得到清洁干净的导电的结构化多孔碳基体；
c.采用等体积浸渍方法负载催化剂。将所述结构化多孔碳基体使用0.8倍碳基体体积的盐溶液浸渍3h，使用气体将基体表面多余的液体吹掉，在100℃℃烘箱干燥4h，接着在N2氛围中以4℃/min的速率升温至500℃焙烧3h，随后随炉冷却，制得所述结构化催化剂。
d.结构化催化剂焙烧。将所得结构化催化剂以3℃/min的速率升温至500℃，在体积分数为10％的H2/N2混合气氛中还原3h，制得具有催化活性的结构化电加热多孔碳基催化剂。
将上述电加热催化剂放入石英管内，接通制氢装置中预蒸发器和电加热催化剂的电路，待预蒸发器和反应器内温度达到150℃以上时通入甲醇水溶液进行反应。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种快响应高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)使用SolidWorks或其它三维设计软件设计孔壁相间的三维结构化模型，其中设计的孔为流体的流动通道，将设计的三维模型输出到DLP 3D打印机；
(2)打印结构化模型
将聚氨酯丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、碳黑和碳酸钾进行混合均匀，使用球磨机以100r/min～270r/min的转速球磨1～6h，得到光固化树脂，使用3D打印机打印出结构化模型；
(3)碳化
将打印模型在氮气气氛中以0.1～15℃/min的升温速率升温至450～900℃，保温1～9h，随管式炉自然冷却后得到碳化样品；
(4)活化
将碳化模型在尿素溶液氛围中以2～15℃/min的升温速率升温至500～950℃，保温0.5～9h，随管式炉自然冷却后得到活化样品；
(5)结构化催化剂的负载
a.配制活性组分前驱体溶液：将硝酸铜溶于去离子水中，配置成摩尔浓度为0.1～5mol/L的盐溶液，常温搅拌0.1～10h，制备得到浸渍盐溶液；
b.结构化载体清洗：采用等体积去离子水浸泡所述结构化多孔碳碳载体0.5～3h并重复3～5次，采用等体积无水乙醇浸泡所述结构化多孔碳碳载体0.5～3h并重复3～5次，随后使用烘箱50～150℃干燥1～6h，得到清洁干净的导电的结构化多孔碳基体；
c.采用过量浸渍方法负载催化剂，将所述结构化多孔碳基体使用3倍碳基体体积的盐溶液浸渍0.5～10h，使用气体将基体表面多余的液体吹掉，在30～150℃℃烘箱干燥0.5～12h，接着在N2氛围中以1～10℃/min的速率升温至300～500℃焙烧1～5h，随后随炉冷却，制得所述结构化催化剂，活性成分的负载量为0.01～50％；
d.结构化催化剂还原。将所得结构化催化剂以1～10℃/min的速率升温至350～500℃，在体积分数为5％～20％的H2/N2混合气氛中还原1～5h，制得具有催化活性的结构化电加热多孔碳基催化剂。
2.如权利要求1所述的一种快响应高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于，所述的催化剂包含基体和活性组分两部分，活性组分在多孔基体上负载，并制备成结构化电加热碳基催化剂；
所述的基体材料为导电的结构化多孔碳，或者是多孔SiC等导电材料。
3.如权利要求1所述的一种快响应高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于，结构化催化剂模型打印不限于采用DLP机型，或者采用FDM、SLA打印机型，或者是其他整体成型，热熔法烧结，挤出成型工艺制备。
4.如权利要求1所述的一种快响应高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于，所述打印的结构化模型是指由众多宏观孔隙组成的孔壁相间的多孔材料，孔的形状可以为正方形、长方形、圆形中的一种，其中，孔的尺寸范围优先选取0.2mm～20mm，壁的尺寸范围优先选取0.1mm～20mm，设计的孔为流体的流动通道。
5.如权利要求1所述的一种快响应高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于，所述的活性组分前驱体是铜，锌，铂，钯，镁，铁，镍化学元素硝酸盐的一种，也是硫酸盐，氯酸盐的一种或者两种或多种混合或者同等功能的催化剂活性组分。
6.如权利要求1所述的一种快响应高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于，所述的活性组分的负载方法包含浸渍法，溶胶凝胶法，浆液法、负载法、一体成型法制备方法。
7.如权利要求1所述的一种快响应高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于，碳化模型的活化在尿素、氨气、二氧化碳、水蒸气等单一气氛氛围下进行，或者是复合气氛下进行，同时不限于以上几种。
8.如权利要求1所述的一种快响应高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于，电加热连接方式是结构化电加热碳基催化剂放置于内壁绝缘的反应器中而制成电加热催化反应器，催化剂两端与电路进行连接，反应物通入电加热催化反应器后，打开电源对电加热碳基催化剂电路施加电流，结构化碳基催化剂基体产生焦耳热直接将催化剂加热到反应所需温度而发生反应。
9.如权利要求1所述的一种快响应高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于，配制活性组分前驱体溶液所用溶剂，为去离子水，或者是乙醇等有机溶剂。
10.如权利要求1所述的一种快响应高热效率结构化电加热多孔碳基催化剂的制备方法，其特征在于，碳化处理不局限于直接在高温惰性气氛下碳化，先在空气气氛中以0.1～20℃/min的升温速率升温至120～400℃，保温0～5h，进行表面预先氧化处理，随后在氮气气氛中以0.1～15℃/min的升温速率升温至450～900℃，保温1～9h，随管式炉自然冷却后得到碳化样品。
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