一种稀土定点修饰的水滑石基析氧催化剂的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116005189A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211699445.4(22)申请日2022.12.28(71)申请人中国科学院赣江创新研究院地址341001江西省赣州市赣县区储潭镇储潭圩科学院路1号(72)发明人彭立山闫柯君杨姣陈庆军(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332专利代理师陈小龙(51)Int.Cl.C25B11/091(2021.01)C25B1/04(2021.01)C01G53/00(2006.01)C01G51/00(2006.01)C01G37/00(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称一种稀土定点修饰的水滑石基析氧催化剂的制备方法(57)摘要本发明提供一种稀土定点修饰的水滑石基析氧催化剂的制备方法，所述制备方法通过水热法‑碱刻蚀构造具有选择性金属空位的水滑石前驱体，之后将稀土元素定点引入该水滑石前驱体中，得到了稀土精准改性的水滑石基析氧催化剂；本发明所述的水滑石基析氧催化剂结构稳定、活性位丰富且析氧催化性和稳定性优异，具有大规模推广应用前景。CN116005189ACN116005189A权利要求书1/2页1.一种稀土定点修饰的水滑石基析氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)混合过渡金属盐溶液、碱金属盐溶液和碱性溶液，进行水热反应，得到第一产物；所述碱金属盐溶液中的碱金属包括Zn或Al；(2)所述第一产物分散于碱溶液中进行刻蚀，得到第二产物；(3)所述第二产物分散于水溶液中后，滴加含稀土离子的溶液，调节pH，在惰性气氛下搅拌后，依次经第一固液分离、水洗和第一干燥，得到所述稀土定点修饰的水滑石基析氧催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述过渡金属盐溶液包括二价过渡金属盐溶液和三价过渡金属盐溶液；优选地，所述二价过渡金属盐溶液和三价过渡金属盐溶液的摩尔比为(2～3):1；优选地，所述二价过渡金属盐溶液中的二价过渡金属包括Ni2+、Co2+、Mn2+或Cu2+中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述三价过渡金属盐溶液中的三价过渡金属包括Fe3+、V3+、Cr3+或Co3+中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述过渡金属盐溶液包括过渡金属的氯化盐、硝酸盐、醋酸盐、硫酸盐、乙酰丙酮盐或酞菁盐中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述碱性溶液包括NaHCO3、Na2CO3、NaOH或尿素中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述碱性溶液的浓度为0.5～2mol/L。4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水热反应之前搅拌1～4h；优选地，所述水热反应的温度为100～180℃，优选为100～150℃；优选地，所述水热反应的时间为6～30h。5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一产物在分散于碱溶液之前，依次进行洗涤、第二固液分离和第二干燥；优选地，所述第二干燥在烘箱中进行；优选地，所述第二干燥的温度为60～100℃。6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述碱溶液包括NaOH溶液和/或KOH溶液；优选地，所述碱溶液的浓度为1～5mol/L。7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述刻蚀的过程中进行搅拌；优选地，所述刻蚀的时间为10～24h。8.根据权利要求1～7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述含稀土离子的溶液与步骤(1)所述过渡金属盐溶液的摩尔比为(1～20):(80～99)；优选地，所述含稀土离子的溶液的滴加速率为10～50μL/s；优选地，所述含稀土离子的溶液中包含的稀土离子包括Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm或Gd中的任意一种。2CN116005189A权利要求书2/2页9.根据权利要求1～8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述调节pH至9～11；优选地，所述第一干燥包括鼓风干燥、真空干燥或冷冻干燥中的任意一种。10.根据权利要求1～9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)混合过渡金属盐溶液、碱金属盐溶液和碱性溶液，搅拌1～4h，进行温度为100～180℃的水热反应6～30h，得到第一产物；所述碱金属盐溶液中的碱金属包括Zn或Al；所述过渡金属盐溶液包括二价过渡金属盐溶液和三价过渡金属盐溶液；所述二价过渡金属盐溶液和三价过渡金属盐溶液的摩尔比为(2～3):1；所述二价过渡金属盐溶液中的二价过渡金属包括Ni2+、Co2+、Mn2+或Cu2+中的任意一种或至少两种的组合；所述三价过渡金属盐溶液中的三价