【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂，具体涉及一种抗烧结的氧化铜/二氧化铈催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、随着工业的发展，越来越多的化学反应需要使用催化剂来提高反应速率和稳定性。目前，金属氧化物催化剂在各种催化反应中得到了广泛应用。氧化铜/二氧化铈催化剂，因其独特的电、磁和催化特性，以及出色的氧化还原性能、高储氧能力和氧迁移率而被广泛用于催化领域，例如：co优先氧化、co催化还原no、水气转化(wgs)、选择性催化还原(scr)、光催化降解、光催化产氢、氢气演变反应(her)、氧气演变反应(oer)和vocs的催化燃烧反应等。其中，氧化铜/二氧化铈催化剂在vocs的催化燃烧反应中具有很高的催化活性。
2、例如参考文献1(yuchuan ye.jing xu.et a1，cuo/ceo2 catalysts prepared bymodified impregnation method for ethyl acetate oxidation，chemical engineeringjournal，2023，471，144667，doi：10.1016/j.cej.2023.144667)中通过将硝酸铜浸渍在硝酸铈制备的二氧化铈，经干燥、焙烧活化从而得到高活性和高热稳定性的氧化铜/二氧化铈催化剂，用于催化氧化乙酸乙酯。但由于氧化铜的tammann温度较低，而导致氧化铜/二氧化铈催化剂的热稳定性差。
3、催化剂的活性和抗烧结的热稳定性是催化燃烧法的核心。而催化燃烧催化剂的活性和热稳定性能直接影响vocs的净化效果及使用成本
4、浸渍法因其制备简单且易于规模化生产，是目前制备各种负载型工业催化剂最常用的方法之一。普通的浸渍方法是将活性组分的硝酸盐等可溶性金属前驱体溶液浸渍到固体氧化物载体上，再经过干燥、焙烧或活化制备得到负载型催化剂。
5、公开号为cn116493016a的专利申请中公开了一种棒状二氧化铈负载金属氧化物纳米催化剂及其制备方法和应用，采用二氧化铈作为载体，负载氧化铜纳米颗粒为催化活性组分，以n-甲基吡咯烷酮为溶剂，以乙二醇为还原剂，以聚丙烯酸钠表面活性剂，在常温常压条件下搅拌得到均匀的二氧化铈载体溶胶，将金属铜溶胶滴入二氧化铈载体溶胶混合经干燥、焙烧得到二氧化铈负载金属氧化物纳米催化剂。
6、再如参考文献2(sun shuaishuai.mao dongsen.et al，enhanced cooxidationactivity of氧化铜/二氧化铈catalyst prepared by surfactant-assistedimpregnation method，journal of rare earths，2015，33(12)，1268-1274，doi：10.1016/s1002-0721(14)60556-1)采用表面活性剂辅助浸渍法，基于原料硝酸铜和二氧化铈，溶液中加入十六烷基三甲基溴化铵(ctab)浸渍，经干燥、焙烧活化得到催化剂。通过普通浸渍法制备的催化剂经常导致金属颗粒分散度差，金属-载体相互作用弱，从而导致催化剂活性和热稳定性较低。
7、另外通过普通浸渍法以大颗粒的金属活性组分负载小颗粒的载体组份，可以一定程度上提升催化剂的使用寿命和抗烧结性，如参考文献3(gui-sheng wu.dong-sen mao.eta1，the role of the promoters in cubased catalysts for methanol steamreforming，catalysis letters 2009，130，177-184，doi：10.1007/s 10562-009-9847-8)通过在260℃的甲醇蒸汽重整(msr)反应中研究了氧化锆和氧化锌等促进剂对铜催化剂的影响，发现氧化锆提高了铜的催化活性和稳定性。但由于反转型催化剂比表面积较小以及活性位点少，通常比正常负载型催化剂具有更低的催化活性。
8、尽管现有技术中已经公开了浸渍法制备催化剂，但是通过简单的浸渍法制备出兼具高活性和抗烧结的催化燃烧催化剂是目前的技术难点和研究热点之一。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种抗烧结的氧化铜/二氧化铈催化剂及其制备方法，通过简单的浸渍法开发出氧化铜/二氧化铈催化剂，以二氧化铈作为载体，氧化铜作为活性物质，氧化铜被约束在二氧化铈纳米间隙中，提高催化剂的活性和抗烧结性能。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种抗烧结的氧化铜/二氧化铈催化剂，以二氧化铈为载体，氧化铜为活性物质，氧化铜被约束在二氧化铈纳米间隙层中。
4、氧化铜被约束在二氧化铈纳米间隙层中，基于层状二氧化铈纳米片与氧化铜颗粒之间的相互作用以及层状二氧化铈纳米片和氧化铜颗粒之间的空间间隔，限制了氧化铜颗粒和层状二氧化铈纳米片在高温下出现烧结现象，使氧化铜/二氧化铈催化剂具有高热稳定性。
5、优选地，所述的二氧化铈为层状纳米片结构，氧化铜为颗粒结构。
6、层状二氧化铈为载体，具有大比表面积和良好的结构稳定性，并具有较高的化学稳定性和热稳定性；氧化铜颗粒为活性物质，具有良好的催化活性，可以提高反应的速率；氧化铜颗粒负载在层状二氧化铈上可以使催化剂具有优异催化活性的同时具有高热稳定性。
7、本专利技术还提供了一种所述的抗烧结的氧化铜/二氧化铈催化剂的制备方法包括：
8、s1.将可溶性铈盐加入溶剂中，搅拌至完全溶解得到浸渍溶液；
9、s2.将步骤s1得到的浸渍溶液浸渍在金属铜盐或氧化铜上，室温静置得到混合物，对混合物进行干燥得到前驱体；
10、s3.将步骤s2得到的前驱体置于空气氛围下，焙烧温度为400～800℃焙烧2～8小时，得到抗烧结的氧化铜/二氧化铈催化剂。
11、在制备过程的热处理步骤中，催化剂会形成独特的层状二氧化铈纳米片结构和颗粒状的氧化铜，通过层状的空间约束效应，氧化铜纳米颗粒被约束在层状二氧化铈纳米间隙层中，限制了氧化铜纳米颗粒和层状二氧化铈纳米片在高温下出现聚集和生长的烧结现象，这也是氧化铜/二氧化铈具有更优异活性与高热稳定性的原因。
12、优选地，所述的可溶性铈盐为硝酸铈、氯化铈、柠檬酸铈、乙酸铈中的一种或多种。
13、本专利技术使用可溶性铈盐提供铈源，形成二氧化铈作为载体用于负载活性物质。
14、进一步地，所述的可溶性铈盐为硝酸铈。
15、优选地，所述的溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇中的一种或多种。
16、选择合适的溶剂起到溶解催化剂前体的作用，促进反应的进行。
17、进一步地，所述的溶剂为去离子水或蒸馏水。
18、优选地，所述的可溶性铈盐与溶剂的质量比为1.30～1.40：1。
19、溶剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗烧结的氧化铜/二氧化铈催化剂，其特征在于，以二氧化铈为载体，氧化铜为活性物质，氧化铜被约束在二氧化铈纳米间隙层中。
2.根据权利要求1所述的氧化铜/二氧化铈催化剂，其特征在于，所述的二氧化铈为层状纳米片结构，氧化铜为颗粒结构。
3.根据权利要求1或2所述的氧化铜/二氧化铈催化剂的制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的氧化铜/二氧化铈催化剂的制备方法，其特征在于，所述的可溶性铈盐为硝酸铈、氯化铈、柠檬酸铈、乙酸铈中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的氧化铜/二氧化铈催化剂的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇中的一种或多种。
6.根据权利要求3所述的氧化铜/二氧化铈催化剂的制备方法，其特征在于，所述的可溶性铈盐与溶剂的质量比为1.30～1.40∶1。
7.根据权利要求3所述的性氧化铜/二氧化铈催化剂的制备方法，其特征在于，所述的金属铜盐为乙酸铜、碳酸铜、草酸铜中的一种或多种。
8.根据权利要求3所述的氧化铜/二氧化铈催化剂的制备方法，其特征在于，所述的金属铜盐或氧化
9.根据权利要求3所述的氧化铜/二氧化铈催化剂的制备方法，其特征在于，所述的焙烧是在马弗炉或管式炉的空气气氛中进行，升温速度为5℃/分钟。
10.权利要求3～9任一项所述的制备方法制备的抗烧结的氧化铜/二氧化铈催化剂在乙酸乙酯催化燃烧中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种抗烧结的氧化铜/二氧化铈催化剂，其特征在于，以二氧化铈为载体，氧化铜为活性物质，氧化铜被约束在二氧化铈纳米间隙层中。
2.根据权利要求1所述的氧化铜/二氧化铈催化剂，其特征在于，所述的二氧化铈为层状纳米片结构，氧化铜为颗粒结构。
3.根据权利要求1或2所述的氧化铜/二氧化铈催化剂的制备方法包括：
4.根据权利要求3所述的氧化铜/二氧化铈催化剂的制备方法，其特征在于，所述的可溶性铈盐为硝酸铈、氯化铈、柠檬酸铈、乙酸铈中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的氧化铜/二氧化铈催化剂的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇中的一种或多种。
6.根据权利要求3所述的氧化铜/...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫流业，叶育川，臧绍宏，李世杰，纪丽丽，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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