CN108940308A - 一种铂钴复合金属光热催化剂的制备及其在甲烷二氧化碳重整中的应用 - Google Patents
一种铂钴复合金属光热催化剂的制备及其在甲烷二氧化碳重整中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108940308A CN108940308A CN201810788023.1A CN201810788023A CN108940308A CN 108940308 A CN108940308 A CN 108940308A CN 201810788023 A CN201810788023 A CN 201810788023A CN 108940308 A CN108940308 A CN 108940308A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coo
- nps
- cobalt
- preparation
- platinum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 16
- CLBRCZAHAHECKY-UHFFFAOYSA-N [Co].[Pt] Chemical compound [Co].[Pt] CLBRCZAHAHECKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 9
- KDRIEERWEFJUSB-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;methane Chemical compound C.O=C=O KDRIEERWEFJUSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 17
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000009938 salting Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 63
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 19
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 3
- JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N dodecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 17
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 8
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 229960004424 carbon dioxide Drugs 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 230000002153 concerted effect Effects 0.000 description 3
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010499 C–H functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- XUVYWBZETQFDHA-UHFFFAOYSA-N [Co]=O.[O-2].[Al+3].[O-2].[O-2].[Al+3] Chemical compound [Co]=O.[O-2].[Al+3].[O-2].[O-2].[Al+3] XUVYWBZETQFDHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001833 catalytic reforming Methods 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000001392 ultraviolet--visible--near infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
- B01J23/8913—Cobalt and noble metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
- C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
- C01B3/40—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts characterised by the catalyst
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
- C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
- C01B2203/0238—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a carbon dioxide reforming step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
- C01B2203/1041—Composition of the catalyst
- C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
- C01B2203/1064—Platinum group metal catalysts
- C01B2203/107—Platinum catalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种甲烷和二氧化碳重整制合成气的光热催化剂及其应用。首先制备氧化钴纳米颗粒，将其负载在氧化铝载体上，再将所制得氧化钴纳米颗粒和氧化铝复合金属材料CoO NPs‑Al2O3中加入含铂的盐溶液并搅拌，之后烘干、煅烧得到Pt/CoO‑Al2O3复合光热材料。在光辐照下，该复合金属光热催化剂对甲烷和二氧化碳具有很高的光热催化转化效率；该催化剂的成功制备为甲烷与CO2混合气在温和条件下的高效、绿色转化提供了良好契机。
Description
技术领域
本发明涉及一种甲烷和二氧化碳重整制合成气的光热催化剂，具体涉及一种铂纳米颗粒-氧化钴纳米颗粒在氧化铝载体上的复合金属光热催化剂的制备，属于二元等离子共振光热耦合材料制备领域。
背景技术
随着全球变暖等环境问题的日益严重化，人们对温室气体CO2和CH4处理和利用的关注程度也越来越高。两种温室气体的有效重整不仅将CO2作为原料循环使用,而且因反应利用光源作为唯一能量来源,可用于光能向化学能的有效转化。太阳能具有取之不尽用之不竭的特点。如果能够实现利用太阳能驱动CH4和CO2重整过程,不仅可实现合成气生产的完全绿色化，而且具备捕集与固定太阳能的潜力。
1928年，Fischer和Tropsch对多种金属催化甲烷和二氧化碳重整反应进行了研究。此后大量研究证明，VIII族过渡金属对该反应都有催化活性，贵金属（Pt, Pd, Ph, Ru,Ir）催化剂具有较高的催化活性和抗积碳能力，其中Pt被认为是最佳组分。
甲烷二氧化碳重整反应活性受到催化剂上负载金属的性质、载体以及金属、载体以及金属与载体相互作用等影响，与其它过渡金属相比,铂在甲烷功能化反应中具有较高的反应活性且不易失活。虽然载体作用观点还没有统一,但热稳定性好、比表面积大是高温重整反应催化剂选择载体的前提条件,而微孔和介孔分子筛具有独特的孔道结构,还普遍具有高稳定性以及大比表面积。另外,当载体与金属存在强相互作用时,可大大提高催化剂反应活性和抗烧结能力。因此,我们选取大比表面、高热稳定性的载体负载高活性金属物种铂制备高效光热催化重整反应催化剂作为研究对象。
由于通过光催化手段实现惰性C-H键活化在热力学和动力学上都面临着巨大挑战。以太阳光作为唯一能量源同时创建光场和热场条件下的协同催化过程是一类有效推动C-H活化的新方式，弥补了单一光催化技术的不足。基于此，本发明建立了Pt-Co-Al2O3多元合金增强表面等离子共振催化体系。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甲烷和二氧化碳重整制合成气光热催化重整活性好、生产工艺简单等特点的新型光热催化剂的制备方法，以探究该催化剂在相对温和的条件下实现甲烷二氧化碳光热重整。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种铂金属负载的氧化钴-氧化铝光热催化剂的制备包括以下步骤：
（1）氧化钴纳米颗粒的制备：
配制1 mM的硝酸钴溶液，量取60-80 mL的硝酸钴水溶液并且加入50 mL乙醇溶液混合搅拌10 min，加入1-5 mL的十二胺溶液搅拌5 min，加入50 mL的己烷溶液搅拌2 min，停止搅拌静置5min，取上层溶液于烧杯中，在50℃的水浴锅中搅拌30 min。静置12 h。
（2）氧化钴纳米颗粒-氧化铝复合金属材料（CoO NPs-Al2O3）的制备：
在上述步骤（1）的溶液中加入0.5-3 g氧化铝粉末，室温下搅拌2 h之后，离心、洗涤、干燥、煅烧得到CoO NPs负载在氧化铝上的复合金属材料。
（3）氧化钴纳米颗粒-氧化铝复合材料（CoO NPs-Al2O3）上负载铂纳米颗粒（PtNPs）的制备：
将步骤（2）所制得氧化钴纳米颗粒和氧化铝复合金属材料（CoO NPs-Al2O3）中加入10-90 mL含铂的盐溶液并搅拌12 h，铂的盐溶液中所含铂的质量为1 mg/mL，之后进行烘干、煅烧得到Pt/CoO-Al2O3复合型光热材料。
步骤（2）中的搅拌速度为5000 r/min，煅烧温度为200℃-300℃。
步骤（3）中的煅烧温度为300℃-700℃，铂金属含量为0.5-3 wt%。
一种如上所述的用于甲烷二氧化碳重整的光热催化剂的应用：复合型光热催化剂在模拟太阳光下重整制合成气产CO达到6400 μmol.g-1.s-1，产H2达到7000 μmol.g-1.s-1。
光热催化甲烷二氧化碳重整制合成气的具体步骤如下：
（1）在定制的3*3*0.2 cm的方形石英反应器中装入经过筛选目数为60-80目的Pt/CoO-Al2O3复合金属光热催化剂，在光辐照，常压下通入摩尔含量为1：1的CH4:CO2气体。
（2）将光热催化的产物用气相色谱进行分析，通过保留时间和峰面积进行定量。
本发明的显著优点在于：
（1）该催化剂制备简单，以太阳能作为唯一驱动力，同时实现了两种温室气体甲烷和二氧化碳的重整，避免了传统高温、高压的条件，在温和的条件下实现了甲烷和二氧化碳的重整，有利于环境和能源的可持续发展和利用。
（2）Pt/CoO-Al2O3复合金属光热催化剂的催化活性高、循环性能好、生产工艺简单、可宏观制备、易回收。
附图说明
图1是Pt/CoO-Al2O3、Pt/Al2O3、CoO-Al2O3、Al2O3的DRS图；
图2是Pt/CoO-Al2O3的XRD图；
图3是Pt/CoO-Al2O3的产CO活性图；
图4是Pt/CoO-Al2O3的产H2的活性图。
具体实施方式
下面列举实施例进一步说明本发明。
实施例1
1. 催化剂的制备：
（1）钴负载在氧化铝上的制备：
配制1 mM的硝酸钴溶液，将100 mL硝酸钴水溶液和50 mL乙醇溶液混合搅拌10 min，加入1 mL的十二胺溶液搅拌5 min，加入50 mL的己烷溶液搅拌2 min，停止搅拌静置5 min，取上层溶液于烧杯中，在50℃的水浴锅中搅拌30 min。静置12 h。
（2）氧化钴纳米颗粒-氧化铝复合金属材料（CoO NPs-Al2O3）的制备：
在上述步骤（1）的溶液中加入1 g的氧化铝粉末，室温下搅拌2 h之后,用转速为5000r/min离心、洗涤、干燥、煅烧得到CoO NPs负载在氧化铝上的复合材料。
（3）氧化钴纳米颗粒-氧化铝复合材料（CoO NPs-Al2O3）上负载铂纳米颗粒（PtNPs）的制备：
取步骤（2）所制得氧化钴纳米颗粒和氧化铝复合材料（CoO NPs-Al2O3）0.5 g加入到含铂的盐溶液中搅拌12 h，铂的盐溶液中铂的质量浓度为1 mg/mL，加入量2.5 ml，之后进行烘干、在300 ℃下煅烧4 h得到Pt/CoO-Al2O3复合型光热材料。
2. 活性测试：
(1)在定制的3*3*0.2 cm的方形石英反应器中装入经过筛选目数为60-80目的Pt/CoO-Al2O3复合金属光热催化剂，在光辐照,常压下通入含量摩尔质量为1:1的CH4:CO2气体。
(2)将光热催化的产物用安捷伦气相色谱进行分析，通过保留时间和峰面积进行定量。
实施例2
具体Pt/CoO-Al2O3制备方法与本部分实施例1基本相同，不同之处在于将金属铂的含量改为1.0 wt %,煅烧温度为300 ℃。
实施例3
具体Pt/CoO-Al2O3制备方法与本部分实施例1基本相同，不同之处在于将金属铂的含量改为1.5 wt%,煅烧温度为400 ℃。
实施例4
具体Pt/CoO-Al2O3制备方法与本部分实施例1基本相同，不同之处在于将金属铂的含量改为2.0 wt%,煅烧温度为500 ℃。
实施例5
具体Pt/CoO-Al2O3制备方法与本部分实施例1基本相同，不同之处在于将金属铂的含量改为2.5 wt%,煅烧温度为600 ℃。
实施例6
具体Pt/CoO-Al2O3制备方法与本部分实施例1基本相同，不同之处在于将金属铂的含量改为3.0 wt%,煅烧温度为700 ℃。
从催化剂的UV-Vis-NIR表征结果（图1）可以看出载体（Al2O3）在400 -1200 nm范围内几乎没有光吸收，Co/Al2O3催化剂在400 -1200 nm范围内有一定的光吸收。Pt-Co/Al2O3和Pt/Al2O3催化剂在400-1200 nm内存在明显的光吸收且在400-450 nm出现一个小峰包，这是金属Pt自身激发引起的特征吸收；
由于Pt-Co/Al2O3催化剂中贵金属和钴金属离子的含量非常少，当活性组分负载量低于载体单层分散阀值时，图2的XRD表征的结果将不会检测到（Pt、Co）组分的特征衍射峰。这也说明活性组分可以在Al2O3基底上均匀分散；
从图3可知，Pt-Co/Al2O3催化剂其光热催化CH4和CO2制合成气CO的产率明显高于单纯的热催化，光热协同催化在386o C产率，热催化要在500 o C才能达到；
从图4可知，Pt-Co/Al2O3催化剂其光热催化CH4和CO2制合成气CO的产率明显高于单纯的热催化，光热协同催化在386o C产率远大于热催化在500 o C时候的产率；
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种铂钴复合金属光热催化剂，其特征在于：铂纳米颗粒Pt NPs和氧化钴纳米颗粒CoO NPs负载在氧化铝Al2O3上组成，其中Pt NPs的质量占整个复合催化剂含量为0.5%-3%；CoO NPs占整个复合催化剂的质量分数为0.6%-0.8%。
2.一种制备如权利要求1所述的一种铂钴复合金属光热催化剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）氧化钴纳米颗粒的制备：
配制硝酸钴溶液，量取60-80 mL的硝酸钴水溶液并且加入50mL乙醇溶液混合搅拌10min，加入1-5 mL的十二胺溶液搅拌5min，加入50mL的己烷溶液搅拌2 min，停止搅拌静置5min，取上层溶液于烧杯中，在50℃的水浴锅中搅拌30min。静置12 h；
（2）氧化钴纳米颗粒-氧化铝复合金属材料CoO NPs-Al2O3的制备：
在上述步骤（1）的溶液中加入0.5-3 g氧化铝粉末，室温下搅拌2 h之后，离心、洗涤、干燥、煅烧得到CoO NPs负载在氧化铝上的复合金属材料；
（3）氧化钴纳米颗粒-氧化铝复合材料CoO NPs-Al2O3上负载铂纳米颗粒Pt NPs的制备：
将步骤（2）所制得氧化钴纳米颗粒和氧化铝复合金属材料CoO NPs-Al2O3中加入10-90mL含铂的盐溶液并搅拌12 h，铂的盐溶液中所含铂的质量为1 mg/mL，之后进行烘干、煅烧得到Pt/CoO-Al2O3复合型光热材料。
3.根据权利要求2所述的铂钴复合金属光热催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，硝酸钴溶液的浓度为1 mM。
4.根据权利要求2所述的铂钴复合金属光热催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述煅烧温度为200 ℃-300 ℃，煅烧时间为2-3 h。
5.根据权利要求2所述的铂钴复合金属光热催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述煅烧温度为300 ℃-700 ℃，煅烧时间为4-5 h。
6.一种如权利要求1所述的铂钴复合金属光热催化剂的应用，其特征在于：用于甲烷和二氧化碳重整制合成气的反应中。
7.根据权利要求6所述的铂钴复合金属光热催化剂的应用，其特征在于：复合金属光热催化剂在光辐照下重整制合成气产CO的产率达到6400 μmol.g-1.s-1，产H2产率达到7000 μmol.g-1.s-1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810788023.1A CN108940308B (zh) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | 一种铂钴复合金属光热催化剂的制备及其在甲烷二氧化碳重整中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810788023.1A CN108940308B (zh) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | 一种铂钴复合金属光热催化剂的制备及其在甲烷二氧化碳重整中的应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108940308A true CN108940308A (zh) | 2018-12-07 |
| CN108940308B CN108940308B (zh) | 2021-06-01 |
Family
ID=64481593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810788023.1A Active CN108940308B (zh) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | 一种铂钴复合金属光热催化剂的制备及其在甲烷二氧化碳重整中的应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108940308B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109695966A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-04-30 | 河北赛特驰实验器材销售有限公司 | 一种选择性吸光材料的新用途及新型光热*** |
| CN113117672A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-16 | 福州大学 | 一种支链烷烃重整光热催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113522015A (zh) * | 2020-04-21 | 2021-10-22 | 中国科学院广州能源研究所 | 太阳能光热催化快速处理有机气体的方法 |
| CN114471613A (zh) * | 2022-02-10 | 2022-05-13 | 武汉理工大学 | 一种高效光热催化二氧化碳甲烷干法重整的Pt/Co-Al2O3催化剂及其制备方法 |
| CN115254138A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-11-01 | 山东大学 | 一种Ir-CoO/氧化铝光热催化剂的制备方法及应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1280097A (zh) * | 1999-07-09 | 2001-01-17 | 浙江大学 | 甲烷二氧化碳重整制合成气的催化剂及其制备方法 |
| CN1814549A (zh) * | 2005-01-31 | 2006-08-09 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种纳米金属氧化物的制备方法 |
| US20090145742A1 (en) * | 2007-12-11 | 2009-06-11 | Northwestern University | Energy transfer through surface plasmon resonance excitation on multisegmented nanowires |
| CN101637726A (zh) * | 2008-07-31 | 2010-02-03 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种甲烷-二氧化碳重整制备合成气催化剂的制备方法 |
| CN106268820A (zh) * | 2016-08-10 | 2017-01-04 | 北京师范大学 | 氧化亚钴纳米晶‑石墨烯复合材料、其制备方法及应用 |
-
2018
- 2018-07-18 CN CN201810788023.1A patent/CN108940308B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1280097A (zh) * | 1999-07-09 | 2001-01-17 | 浙江大学 | 甲烷二氧化碳重整制合成气的催化剂及其制备方法 |
| CN1814549A (zh) * | 2005-01-31 | 2006-08-09 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种纳米金属氧化物的制备方法 |
| US20090145742A1 (en) * | 2007-12-11 | 2009-06-11 | Northwestern University | Energy transfer through surface plasmon resonance excitation on multisegmented nanowires |
| CN101637726A (zh) * | 2008-07-31 | 2010-02-03 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种甲烷-二氧化碳重整制备合成气催化剂的制备方法 |
| CN106268820A (zh) * | 2016-08-10 | 2017-01-04 | 北京师范大学 | 氧化亚钴纳米晶‑石墨烯复合材料、其制备方法及应用 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109695966A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-04-30 | 河北赛特驰实验器材销售有限公司 | 一种选择性吸光材料的新用途及新型光热*** |
| WO2020147777A1 (zh) * | 2019-01-18 | 2020-07-23 | 河北赛特驰实验器材销售有限公司 | 一种选择性吸光材料的新用途及新型光热*** |
| CN109695966B (zh) * | 2019-01-18 | 2020-11-10 | 河北赛特驰实验器材销售有限公司 | 一种选择性吸光材料的新用途及新型光热*** |
| CN113522015A (zh) * | 2020-04-21 | 2021-10-22 | 中国科学院广州能源研究所 | 太阳能光热催化快速处理有机气体的方法 |
| CN113117672A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-16 | 福州大学 | 一种支链烷烃重整光热催化剂及其制备方法和应用 |
| CN114471613A (zh) * | 2022-02-10 | 2022-05-13 | 武汉理工大学 | 一种高效光热催化二氧化碳甲烷干法重整的Pt/Co-Al2O3催化剂及其制备方法 |
| CN115254138A (zh) * | 2022-08-17 | 2022-11-01 | 山东大学 | 一种Ir-CoO/氧化铝光热催化剂的制备方法及应用 |
| CN115254138B (zh) * | 2022-08-17 | 2023-08-01 | 山东大学 | 一种Ir-CoO/氧化铝光热催化剂的制备方法及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108940308B (zh) | 2021-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108940308A (zh) | 一种铂钴复合金属光热催化剂的制备及其在甲烷二氧化碳重整中的应用 | |
| Chen et al. | Modulating charge separation via in situ hydrothermal assembly of low content Bi2S3 into UiO-66 for efficient photothermocatalytic CO2 reduction | |
| Tahir et al. | Silver loaded protonated graphitic carbon nitride (Ag/pg-C3N4) nanosheets for stimulating CO2 reduction to fuels via photocatalytic bi-reforming of methane | |
| CN110180570B (zh) | 四氧化三钴十二面体/氮化碳纳米片复合物及其在废气处理中的应用 | |
| He et al. | NH2-MIL-125 (Ti) encapsulated with in situ-formed carbon nanodots with up-conversion effect for improving photocatalytic NO removal and H2 evolution | |
| CN104016825A (zh) | 一种利用太阳光和光热催化剂直接转化二氧化碳制备有机燃料的技术 | |
| CN103240130A (zh) | 光催化分解水用TiO2/MIL-101复合催化剂及制备方法和应用 | |
| CN107552033A (zh) | 一种含氧空位钛酸锶光催化剂的制备方法 | |
| CN113083367B (zh) | 一种高效光催化二氧化碳还原的单原子催化材料NiPc-MPOP及其制备方法 | |
| CN109201120A (zh) | 可见光催化产氢的中空TiO2@ZIF-8异质结催化剂及其制备方法 | |
| CN112774692B (zh) | 一种Ru@Ni2V2O7高效光热协同催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN106000443A (zh) | 一种一步合成高效稳定的甲烷干重整催化剂的制备方法 | |
| CN109395749A (zh) | 卤氧铋纳米材料、其制备方法和应用 | |
| CN113813948A (zh) | Co@In2O3/C复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
| Dong et al. | CeO2 decorated Au/CNT catalyst with constructed Au-CeO2 interfaces for benzyl alcohol oxidation | |
| Tang et al. | A ball milling method for highly dispersed Ni atoms on g-C3N4 to boost CO2 photoreduction | |
| CN108786849A (zh) | 一种硫化锡/二氧化钛复合材料的制备和应用 | |
| CN107497468A (zh) | 一种氢氧化镍修饰的石墨相氮化碳复合光催化剂的制备方法及其应用 | |
| Kwak et al. | Synthesis of basalt fiber@ Zn1-xMgxO core/shell nanostructures for selective photoreduction of CO2 to CO | |
| CN106914231B (zh) | 单层纳米TiO2@酵母碳球的自组装合成方法及其应用 | |
| Peng et al. | Solar-driven multifunctional Au/TiO2@ PCM towards bio-glycerol photothermal reforming hydrogen production and thermal storage | |
| CN108313993B (zh) | 一种硝酸的合成方法 | |
| WO2024011905A1 (zh) | 一种金属负载型镍锰尖晶石纳米球气凝胶及其制备方法及应用 | |
| CN110433858A (zh) | Ag/PANI/石墨烯复合光催化剂及制备方法与应用 | |
| CN109126791A (zh) | 一种Cu(II)-mTiO2负载型光催化剂及其制备和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |