一种气相催化CO2的过渡金属磷化物催化剂及其制备方法

技术领域

本发明属于光催化技术领域，具体涉及一种气相催化CO

背景技术

21世纪以来地球上的石油资源渐渐枯竭，且环境污染日趋严重，因此开发一种新型清洁能源是一种必然趋势。近年来，随着工业的迅速发展，化石能源日益枯竭，由于大量使用化石能源导致了大量二氧化碳的排放，由此引发的全球环境问题受到世界各国的广泛关注。通过化学转化的方法，将二氧化碳转化为合成气、一氧化碳或其他碳氢化合物，不仅可以实现二氧化碳的资源化利用，还可以减轻由二氧化碳导致的“温室效应”。

美国专利申请US 2003/0113244A1中公开了通过在基于氧化锌和铬的氧化物且不含铁的催化剂存在下CO

发明内容

针对以上所述问题，本发明的目的在于提供一种气相催化CO

本发明的另一目的在于提供一种气相催化CO

S1：将硝酸镍和硝酸铜的混合金属盐加入到去离子水中，超声搅拌使其充分溶解，然后加入磷酸铵，其中混合金属盐和磷酸铵的摩尔比为12:5，在室温下搅拌0.5～1h，然后将温度升至110～125℃搅拌反应2～3h后，得到前驱体。

S2：将二氧化钛浸入到上述步骤S1前驱体中，在60～70℃下搅拌30～45min，在100～120℃下干燥，然后放置在管式炉中，在300～350℃氮气氛围下退火处理8～10h，然后将温度升至650～750℃在混合还原性气体氛围下煅烧6～8h，得到催化剂Ni

作为优选方案，上述所述的硝酸镍和硝酸铜的摩尔比为12:x，5≤x≤7。

作为优选方案，上述所述的退火处理阶段从室温升至退火温度的升温速率为4～6℃/min；煅烧阶段从退火温度升至煅烧温度的升温速率为0.8～1℃/min。

作为优选方案，上述所述的退火阶段氮气气体流速为0.5～0.6L/h；煅烧阶段混合还原性气体是含量比为10％：90％的氢气和氦气，其气体流速为0.25～0.4L/h。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明所制备的过渡金属磷化物催化剂Ni

附图说明

图1为本发明实施例1所制备的催化剂的TEM图谱；

图2为本发明实施例1所制备的催化剂的XRD图谱。

具体实施方式

下面对本发明实施例作具体详细的说明，本实施例在本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种气相催化CO

S1：将摩尔比为12:5的硝酸镍和硝酸铜的混合金属盐加入到去离子水中，超声搅拌使其充分溶解，然后加入磷酸铵，其中混合金属盐和磷酸铵的摩尔比为12:5，在室温下搅拌0.5h，然后将温度升至110℃搅拌反应2h后，得到前驱体。

S2：将二氧化钛浸入到上述步骤S1前驱体中，在60℃下搅拌30min，在100℃下干燥，然后放置在管式炉中，在以升温速率为4℃/min从室温升至300℃，氮气氛围下退火处理8h，氮气气体流速为0.5L/h；然后以升温速率为0.8℃/min将温度从退火温度升至650℃，在含量比为10％：90％的氢气和氦气混合还原性气体氛围下煅烧6h，其气体流速为0.25L/h，得到催化剂Ni

实施例2

一种气相催化CO

S1：将摩尔比为12:7的硝酸镍和硝酸铜的混合金属盐加入到去离子水中，超声搅拌使其充分溶解，然后加入磷酸铵，其中混合金属盐和磷酸铵的摩尔比为12:5，在室温下搅拌1h，然后将温度升至125℃搅拌反应3h后，得到前驱体。

S2：将二氧化钛浸入到上述步骤S1前驱体中，在70℃下搅拌45min，在120℃下干燥，然后放置在管式炉中，在以升温速率为6℃/min从室温升至350℃，氮气氛围下退火处理10h，氮气气体流速为0.6L/h；然后以升温速率为1℃/min将温度从退火温度升至750℃，在含量比为10％：90％的氢气和氦气混合还原性气体氛围下煅烧8h，其气体流速为0.4L/h，得到催化剂Ni

实施例3

一种气相催化CO

S1：将摩尔比为12:6的硝酸镍和硝酸铜的混合金属盐加入到去离子水中，超声搅拌使其充分溶解，然后加入磷酸铵，其中混合金属盐和磷酸铵的摩尔比为12:5，在室温下搅拌1h，然后将温度升至120℃搅拌反应2.5h后，得到前驱体。

S2：将二氧化钛浸入到上述步骤S1前驱体中，在65℃下搅拌40min，在110℃下干燥，然后放置在管式炉中，在以升温速率为5℃/min从室温升至320℃，氮气氛围下退火处理8～10h，氮气气体流速为0.55L/h；然后以升温速率为0.9℃/min将温度从退火温度升至700℃，在含量比为10％：90％的氢气和氦气混合还原性气体氛围下煅烧7h，其气体流速为0.3L/h，得到催化剂Ni

对比例1

一种过渡金属磷化物催化剂，具体包括以下步骤：

S1：将摩尔比为12:7的硝酸镍和硝酸铜的混合金属盐加入到去离子水中，超声搅拌使其充分溶解，然后加入磷酸铵，其中混合金属盐和磷酸铵的摩尔比为12:5，在室温下搅拌1h，然后将温度升至125℃搅拌反应3h后，得到前驱体。

S2：将前驱体70℃下搅拌45min，然后在120℃下干燥，然后放置在管式炉中，在以升温速率为6℃/min从室温升至350℃，氮气氛围下退火处理10h，氮气气体流速为0.6L/h；然后以升温速率为1℃/min将温度从退火温度升至750℃，在含量比为10％：90％的氢气和氦气混合还原性气体氛围下煅烧8h，其气体流速为0.4L/h，得到催化剂Ni

对比例2

一种过渡金属磷化物催化剂，具体包括以下步骤：

S1：将硝酸镍金属盐加入到去离子水中，超声搅拌使其充分溶解，然后加入磷酸铵，其中硝酸镍金属盐和磷酸铵的摩尔比为12:5，在室温下搅拌1h，然后将温度升至125℃搅拌反应3h后，得到前驱体。

S2：将前驱体70℃下搅拌45min，然后在120℃下干燥，然后放置在管式炉中，在以升温速率为6℃/min从室温升至350℃，氮气氛围下退火处理10h，氮气气体流速为0.6L/h；然后以升温速率为1℃/min将温度从退火温度升至750℃，在含量比为10％：90％的氢气和氦气混合还原性气体氛围下煅烧8h，其气体流速为0.4L/h，得到催化剂Ni

性能测试实验：

将实施例1～3所制备的催化剂和对比例1～2制备的催化剂材料进行催化性能测试，将300W的氙气灯作为照射光源，反应物压力为1.3bar，光强度为2.2W，反应温度为260℃，通入气体为N

表1.1h后CO的产生率和CO选择性测试结果：

表2.200h后CO的产生率和CO选择性测试结果：

从表1可以看出，实施例1～3制备的催化剂的CO产生率在976mmol g