固体酸-双金属纳米颗粒复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种固体酸

【技术实现步骤摘要】
固体酸
‑
双金属纳米颗粒复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化剂
，特别是涉及一种固体酸
‑
双金属纳米颗粒复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]含氯挥发性有机化合物CVOCs(Chlorinated Volatile Organic Compounds)是挥发性有机物VOCs(Volatile Organic Compounds)中典型的一种，广泛存在于如金属冶炼、农药、医药、涂料等生产过程中。常见的CVOCs污染物有二噁英、三氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烯以及氯苯等。CVOCs污染物，一方面不易被分解或生物降解，且具有较高的生物毒性和较强的致癌、致畸、致突变作用，严重威胁着人类健康；另一方面，CVOCs污染物还可通过与O3发生系列光化学反应生成光化学烟雾、PM 2.5等二次污染物造成复合型大气污染，破坏大气臭氧层，严重影响自然生态环境。因此，CVOCs的消除降解已成为环境污染治理的焦点问题之一。
[0003]催化燃烧法以其净化效率高、处理温度低、工艺简单、能耗小等优点，被认为是消除降解CVOCs最有前途的技术之一。催化燃烧法是在催化剂的存在下，将CVOCs完全燃烧，转化成CO2、H2O以及HCl。目前，用于CVOCs催化燃烧的催化剂主要分为三类：贵金属负载型催化剂、固体酸型催化剂及过渡金属型催化剂。贵金属负载型催化剂虽然低温活性高，但容易生成多氯副产物，同时伴随氯中毒、易烧结流失的问题，且由于贵金属本身资源稀缺，价格昂贵，使得贵金属负载型催化剂的实际应用受到很大限制。固体酸型催化剂虽然热稳定性好，但其反应活性低、副产物多、易积碳失活而使其应用受到限制。过渡金属型催化剂价格低廉，是目前研究最为广泛的一类催化剂，一般具有较好的抗氯中毒的性能，但其低温活性和热稳定较差。
[0004]因此，亟需开发一种抗氯中毒、成本低、低温活性高和稳定性好的催化剂。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术存在的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种固体酸
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双金属纳米颗粒复合材料。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供上述固体酸
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双金属纳米颗粒复合材料的制备方法。
[0007]本专利技术的目的之三在于提供上述固体酸
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双金属纳米颗粒复合材料的应用。
[0008]本专利技术所采取的技术方案是：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种固体酸
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双金属纳米颗粒复合材料，组成包括：固体酸载体Al2O3和负载在所述固体酸载体Al2O3上的Pd
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Co双金属纳米颗粒。
[0010]优选的，所述Pd
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Co双金属纳米颗粒的平均粒径为5
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15nm。
[0011]进一步优选的，所述Pd
‑
Co双金属纳米颗粒的平均粒径为10nm。
[0012]优选的，所述Pd
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Co双金属纳米颗粒的负载量为固体酸载体Al2O3质量的0.1％～10％。
[0013]进一步优选的，所述Pd
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Co双金属纳米颗粒的负载量为固体酸载体Al2O3质量的0.5％～5％。
[0014]优选的，所述Pd
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Co双金属纳米颗粒中的Pd和Co的摩尔比为10:1～1:10。
[0015]进一步优选的，所述Pd
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Co双金属纳米颗粒中的Pd和Co的摩尔比为5:1～1:5。
[0016]更进一步优选的，所述Pd
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Co双金属纳米颗粒中的Pd和Co的摩尔比为2:1～1:2。
[0017]第二方面，本专利技术提供了第一方面所述的固体酸
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双金属纳米颗粒复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0018]1)将铝盐、多齿羧酸配体、酸、钯盐、钴盐分散在有机溶剂中，再置于还原性气氛下进行分步升温的溶剂热反应，得到负载Pd
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Co双金属纳米颗粒的MOF
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253材料；
[0019]2)将负载Pd
‑
Co双金属纳米颗粒的MOF
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253材料置于氧化性气氛中，进行焙烧，再置于还原性气氛中，进行热处理，得到固体酸
‑
双金属纳米颗粒复合材料。
[0020]优选的，步骤1)所述多齿羧酸配体包含联吡啶单元。
[0021]优选的，步骤1)所述铝盐的浓度为0.01～0.1mol/L；所述多齿羧酸配体的浓度为0.01～0.1mol/L；所述酸的浓度为0.01～1.5mol/L。
[0022]进一步优选的，步骤1)所述铝盐的浓度为0.01～0.05mol/L；所述多齿羧酸配体的浓度为0.01～0.05mol/L；所述酸的浓度为0.01～1.0mol/L。
[0023]优选的，步骤1)所述铝盐和所述多齿羧酸配体的摩尔比为1:1～1:5。
[0024]进一步优选的，步骤1)所述铝盐和所述多齿羧酸配体的摩尔比为1:1～1:2。
[0025]更进一步优选的，步骤1)所述铝盐和所述多齿羧酸配体的摩尔比为1:1～1:1.2。
[0026]优选的，步骤1)所述铝盐选自氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、醋酸铝中的至少一种。
[0027]进一步优选的，步骤1)所述铝盐选自氯化铝、硝酸铝中的至少一种。
[0028]优选的，步骤1)所述多齿羧酸配体选自2,2'
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联吡啶
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5,5'
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二羧酸和/或4,4'联苯二甲酸。
[0029]进一步优选的，步骤1)所述多齿羧酸配体选用2,2
’‑
联吡啶
‑
5,5
’‑
二羧酸和4,4
’‑
联苯二甲酸；所述2,2'
‑
联吡啶
‑
5,5'
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二羧酸与4,4'
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联苯二甲酸的摩尔比优选为1:1～1:2。
[0030]优选的，步骤1)所述酸为甲酸、冰醋酸和盐酸中的至少一种。
[0031]进一步优选的，步骤1)所述酸为冰醋酸。
[0032]优选的，步骤1)所述溶剂选自N,N
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二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、二甲基亚砜、丙酮和乙醚中的至少一种。
[0033]进一步优选的，所述溶剂选自N,N
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二甲基甲酰胺、乙醇中的至少一种。
[0034]优选的，步骤1)所述钯盐选自氯化钯、硝酸钯、双乙腈氯化钯和乙酰丙酮钯中的至少一种；步骤1)所述钴盐选自氯化钴、硝酸钴、硫酸钴、醋酸钴中的至少一种。
[0035]优选的，步骤1)所述分步升温的溶剂热反应的具体操作为：先升温至60℃～100℃，反应12h～48h，再升温至120℃～150℃，反应1h～5h。
[0036]优选的，步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体酸
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双金属纳米颗粒复合材料，其特征在于，组成包括：固体酸载体Al2O3和负载在所述固体酸载体Al2O3上的Pd
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Co双金属纳米颗粒。2.根据权利要求1所述固体酸
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双金属纳米颗粒复合材料，其特征在于：所述Pd
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Co双金属纳米颗粒的平均粒径为5
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15nm。3.根据权利要求1或2所述固体酸
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双金属纳米颗粒复合材料，其特征在于：所述Pd
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Co双金属纳米颗粒的负载量为固体酸载体Al2O3质量的0.1％～10％；所述Pd
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Co双金属纳米颗粒中的Pd和Co的摩尔比为10:1～1:10。4.权利要求1至3任一项所述固体酸
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双金属纳米颗粒复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将铝盐、多齿羧酸配体、酸、钯盐、钴盐分散在有机溶剂中，再置于还原性气氛下进行分步升温的溶剂热反应，得到负载Pd
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Co双金属纳米颗粒的MOF
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253材料；2)将负载Pd
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Co双金属纳米颗粒的MOF
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253材料置于氧化性气氛中，进行焙烧，再置于还原性气氛中，进行热处理，得到固体酸
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双金属纳米颗粒复合材料。5.根据权利要求4所述固体酸

【专利技术属性】
技术研发人员：王曦，麦裕良，蒋婷婷，张俊杰，陈佳志，
申请(专利权)人：广东省科学院化工研究所，
类型：发明
国别省市：