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      一種碳納米管負(fù)載雙金屬納米催化劑的制備方法與流程

      文檔序號(hào):40282059發(fā)布日期:2024-12-11 13:22閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

      技術(shù)特征:

      1.一種碳納米管負(fù)載雙金屬納米催化劑的制備方法,其特征在于包括如下內(nèi)容:(1)將多壁碳納米管加入堿液中,通過(guò)超聲分散進(jìn)行混合,得到黑色懸濁液;(2)將步驟(1)的黑色懸濁液進(jìn)行固液分離和干燥,得到吸附后的碳納米管;(3)將步驟(2)得到的碳納米管進(jìn)行球磨處理,之后洗滌、干燥、焙燒;(4)將焙燒后的碳納米管加入水中,進(jìn)行超聲分散處理,得到黑色懸濁液;(5)將含鉑化合物和含銀化合物加入水中,制成前驅(qū)體溶液,并向其中添加還原劑,使金屬離子還原為單質(zhì);(6)在室溫下,向步驟(5)的前驅(qū)體溶液中添加步驟(4)得到的懸濁液,并在外加磁場(chǎng)條件下,混合反應(yīng)一段時(shí)間后,經(jīng)過(guò)濾、洗滌和干燥,得到碳納米管負(fù)載雙金屬納米催化劑。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(1)所述的碳納米管為市售多壁碳納米管,純度>90%;層數(shù)為10~60層,優(yōu)選為20~40層;內(nèi)徑為2~40nm,優(yōu)選為5~20nm;長(zhǎng)度尺寸為2000~20000nm,優(yōu)選為3000~10000nm。

      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(1)所述的堿液包括無(wú)機(jī)堿、水、低碳醇和酰胺;以堿液質(zhì)量計(jì)各組分質(zhì)量百分比為:無(wú)機(jī)堿為10%-40%、水為40%-80%、低碳醇為5%-20%和酰胺為1-10%。

      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于:所述的無(wú)機(jī)堿為氫氧化鈉和/或氫氧化鉀;所述的低碳醇為碳數(shù)不大于5的一元醇及多元醇,優(yōu)選為甲醇、乙醇或丙醇中的一種或多種;所述的酰胺為甲酰胺、乙酰胺或二甲基甲酰胺中的一種或多種。

      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(1)所述堿液的用量要保證能夠充分潤(rùn)濕碳納米管粉體,且最終的堿負(fù)載量為碳納米管質(zhì)量的10%-100%,進(jìn)一步優(yōu)選按照等體積浸漬法確定浸漬固液質(zhì)量比,堿負(fù)載量為30%-50%。

      6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(1)所述的超聲分散處理?xiàng)l件為:超聲處理時(shí)間為5-60分鐘,超聲功率為40-720w,超聲頻率20-100khz,超聲溫度5-90℃。

      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(2)所述的干燥條件為:干燥溫度30-200℃,干燥時(shí)間1-24小時(shí),優(yōu)選為干燥溫度100-150℃,干燥時(shí)間3-12小時(shí)。

      8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(3)所述的球磨處理?xiàng)l件為:球磨轉(zhuǎn)速為200-5000r/min,球料質(zhì)量比為25-500:1,球磨時(shí)間為2-48小時(shí)。

      9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(3)所述的干燥條件為:溫度100-150℃,時(shí)間6-12小時(shí);所述的焙燒條件為:在惰性氣氛保護(hù)下,溫度300-800℃,時(shí)間1-12小時(shí);其中所述的惰性氣氛為惰性氣體和/或氮?dú)狻?/p>

      10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(4)所述的碳納米管懸濁液的固液質(zhì)量比為1:3~10。

      11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(4)所述的超聲分散處理?xiàng)l件為:超聲處理時(shí)間為5~10分鐘,超聲功率為80~720w,超聲頻率30~50khz,超聲溫度20~25℃。

      12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(5)所述的含鉑化合物、含銀化合物、還原劑及水的摩爾比為0.3~3:1:0.3~15:4.5~75。

      13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:含鉑化合物為氯鉑酸、氯化鉑、乙酰丙酮鉑、氯亞鉑酸鈉或六氯鉑酸鈉中的一種或多種;含銀化合物為硝酸銀、氯化銀、硫酸銀或氧化銀中的一種或多種。

      14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:所述還原劑為硼氫化鉀、硼氫化鈉、氫化鋁鋰或抗壞血酸中的一種或多種。

      15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(5)所述的前驅(qū)體溶液與碳納米管懸濁液用量,按照碳納米管上的理論總金屬擔(dān)載量為5~25.0wt.%進(jìn)行調(diào)配。

      16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(6)所述的外加磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.1~5t,進(jìn)一步優(yōu)選為2~4t,磁場(chǎng)強(qiáng)度與硼氫化鉀以摩爾計(jì)的比例為0.3~1.5:1。

      17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(6)所述雙金屬納米催化劑ptag具有合金結(jié)構(gòu),合金納米粒子尺寸為3~6nm。

      18.一種權(quán)利要求1~17任一方法制備的碳納米管負(fù)載雙金屬納米催化劑在電催化乙二醇選擇性氧化生成乙醇酸反應(yīng)中的應(yīng)用。

      19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的應(yīng)用,其特征在于:碳納米管負(fù)載雙金屬納米催化劑為陽(yáng)極催化劑,汞-氧化汞電極為參比電極,泡沫鎳為對(duì)電極,反應(yīng)條件為:-0.33~-0.48v的電壓下,反應(yīng)2~4小時(shí)。


      技術(shù)總結(jié)
      本發(fā)明公開(kāi)了一種碳納米管負(fù)載雙金屬納米催化劑的制備方法,包括:(1)將多壁碳納米管加入堿液中,分散得到黑色懸濁液;(2)將黑色懸濁液進(jìn)行固液分離和干燥,得到吸附后的碳納米管;(3)將吸附后的碳納米管進(jìn)行球磨處理,之后洗滌、干燥、焙燒;(4)將焙燒后的碳納米管加入水中分散得到黑色懸濁液;(5)將含鉑化合物和含銀化合物加入水中制成前驅(qū)體溶液,并加入還原劑;(6)步驟(5)的前驅(qū)體溶液中添加步驟(4)得到的懸濁液,在外加磁場(chǎng)條件下,混合反應(yīng)一段時(shí)間后,經(jīng)過(guò)濾、洗滌和干燥,得到催化劑。本發(fā)明方法制備的催化劑在乙二醇電催化選擇性氧化為乙醇酸反應(yīng)中具有較高的選擇性。

      技術(shù)研發(fā)人員:劉嘉琪,楊衛(wèi)亞,張會(huì)成,高波,王家興
      受保護(hù)的技術(shù)使用者:中國(guó)石油化工股份有限公司
      技術(shù)研發(fā)日:
      技術(shù)公布日:2024/12/10
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