【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无机化工合成，尤其涉及一种高性能原子级分散催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、催化剂被誉为化工“芯片”，能够提高化学反应效率，促成规模化生产。化学合成、石化炼油、环境处理为其三大主要应用场景。贵金属催化剂的催化活性组分主要以铂（pt）、钯（pd）等为主，是高效、稳定催化剂代表，但贵金属材料的稀缺性极为严重。2021年全球铂族金属储量约7.0万吨，我国仅401吨。同时，由于贵金属的稀缺，高成本制约其在催化剂应用的部分空间。为此，以fe、co、ni为代表的非贵金属催化剂，因其本征活性高，成本低廉，活性物质易生成，结构易调整等优点，被证实是诸多催化反应（热催化、电催化、光催化）的最佳催化剂，但是非贵金属活性组分如单金属镍的催化活性和稳定性仍然难以满足需求，反应动力学仍需提高，因此亟待开发新型高催化性能催化剂。
2、催化剂性能与活性中心分散度及尺寸息息相关。催化剂的活性中心分散度和尺寸对其性能有显著影响。具体来说，活性中心的分散度越高，催化剂的催化效率通常越高，因为更多的活性中心暴露在反应物中，增加了反应的可能性。此外，活性中心的尺寸也会影响催化剂的性能。较小的活性中心尺寸通常意味着更高的比表面积，从而提供更多的活性位点，有利于提高催化效率。因此，具有高分散度的原子级分散催化剂对能源化工具有重要的战略意义。
3、中国专利cn117895016a《一种担载型贵金属纳米催化剂及其制备方法》中公开了一种担载型贵金属纳米催化剂，采用快速冷冻的方式对混合浆料进行固化，防止冷冻过程中载体表面金属前驱体的团
4、因此，提供一种活性中心的分散度高，催化效率和性能优异的高性能原子级分散催化剂及其制备方法和应用具有重要意义。
技术实现思路
1、鉴于现有高分散催化剂存在活性中心的分散度低，催化效率和性能仍需进一步提升的问题，本专利技术提供一种高性能原子级分散催化剂及其制备方法和应用，通过在低温下溶液合成催化剂前驱体，再醇洗、干燥、煅烧得到产物，所得高性能原子级分散催化剂活性中心尺寸小，分散度高，催化效率和性能优异，方法操作简单，可控性强，具有广阔的应用前景。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
3、一种高性能原子级分散催化剂的制备方法，包括以下步骤：
4、s1.将金属盐均匀分散到有机水溶液中，得到金属盐溶液，-20~-80℃低温放置，待用；
5、s2.将载体置于碱性有机水溶液中，得到碱溶液，-20~-80℃低温放置，与s1中所得金属盐溶液保持统一温度，待用；
6、s3.在保持与s1、s2统一温度的-20~-80℃低温的条件下，将金属盐溶液缓慢滴加到碱溶液中，同时补充碱溶液，生成悬浮液，调节ph值至金属离子沉淀ph值范围，熟化1.5~2.5h，自然升温至室温，醇洗、干燥、煅烧，即得所述高性能原子级分散催化剂；
7、s1所述金属盐包括铂盐、铑盐、铱盐、金盐、铁盐、钴盐、镍盐中的一种或多种；
8、s1所述有机水溶液包括丙酮水溶液、乙醇水溶液、甲醇水溶液、甘油水溶液中的一种或多种；
9、s2所述载体为3d打印催化剂载体。
10、进一步的，s1所述金属盐包括硝酸盐、醋酸盐、氯盐中的一种或多种。
11、进一步的，s1、s2、s3所述低温通过将溶液置于液氮溶液冷却达到所需温度。
12、进一步的，s2所述碱性有机水溶液为碱性溶液与去离子水、有机溶剂按比例稀释得到的溶液；所述碱性溶液为乙二胺溶液、氨水溶液、尿素溶液中的一种或多种；所述有机溶剂包括丙酮、乙醇、甲醇、甘油中的一种或多种；所述比例为碱性溶液:去离子水:有机溶剂=(1~5):1:(1~8)。
13、进一步的，s3所述缓慢滴加为将金属盐溶液通过蠕动泵缓慢滴加到碱溶液中。
14、本专利技术的另一目的在于提供一种高性能原子级分散催化剂。
15、一种高性能原子级分散催化剂，根据前述任一项所述的高性能原子级分散催化剂制备方法制得。
16、本专利技术的另一目的在于提供一种高性能原子级分散催化剂的应用。
17、一种根据前述所述的高性能原子级分散催化剂在催化剂中的应用。
18、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点及有益效果：
19、本专利技术提供的高性能原子级分散催化剂，通过金属盐和载体低温冷却放置，再在保持低温的条件下将金属盐溶液缓慢滴加到载体溶液中，在超低温环境中形成得到，超低温条件下，离子、原子扩散系数降低，致使形核性能升高，晶粒生长慢，从而生成原子级分散的金属催化剂，所得催化剂颗粒尺寸小，活性中心尺寸小，分散均匀，能够提供更大的比表面积和更多的活性位点，催化剂颗粒成分均匀、组分可调，分散度高，载量高，具有优异的催化效率和性能，方法操作简单，可控性强，具有广阔的应用前景。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高性能原子级分散催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.一种根据权利要求1所述的高性能原子级分散催化剂的制备方法，其特征在于，S1所述金属盐包括硝酸盐、醋酸盐、氯盐中的一种或多种。
3.一种根据权利要求1所述的高性能原子级分散催化剂的制备方法，其特征在于，S1、S2、S3所述低温通过将溶液置于液氮溶液冷却达到所需温度。
4.一种根据权利要求1所述的高性能原子级分散催化剂的制备方法，其特征在于，S2所述碱性有机水溶液为碱性溶液与去离子水、有机溶剂按比例稀释得到的溶液；所述碱性溶液为乙二胺溶液、氨水溶液、尿素溶液中的一种或多种；所述有机溶剂包括丙酮、乙醇、甲醇、甘油中的一种或多种；所述比例为碱性溶液:去离子水:有机溶剂=(1~5):1:(1~8)。
5.一种根据权利要求1所述的高性能原子级分散催化剂的制备方法，其特征在于，S3所述缓慢滴加为将金属盐溶液通过蠕动泵缓慢滴加到碱溶液中。
6.一种高性能原子级分散催化剂，其特征在于，根据权利要求1-5任一项所述的高性能原子级分散催化剂制备方法制得。
7
...【技术特征摘要】
1.一种高性能原子级分散催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.一种根据权利要求1所述的高性能原子级分散催化剂的制备方法，其特征在于，s1所述金属盐包括硝酸盐、醋酸盐、氯盐中的一种或多种。
3.一种根据权利要求1所述的高性能原子级分散催化剂的制备方法，其特征在于，s1、s2、s3所述低温通过将溶液置于液氮溶液冷却达到所需温度。
4.一种根据权利要求1所述的高性能原子级分散催化剂的制备方法，其特征在于，s2所述碱性有机水溶液为碱性溶液与去离子水、有机溶剂按比例稀释得到的溶液；所述碱...
【专利技术属性】
技术研发人员：李艳辉，吕英豪，董东东，卢冰文，闫星辰，
申请(专利权)人：广东省科学院新材料研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。