自组装多孔纳米片结构ZnO催化剂及其制备方法与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115999531A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211045866.5(22)申请日2022.08.29(71)申请人西北大学地址710000陕西省西安市太白北路229号(72)发明人李爽廖多华杨亮宋庚哲王启(74)专利代理机构南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32256专利代理师王锋(51)Int.Cl.B01J23/06(2006.01)C01G9/02(2006.01)B82Y40/00(2011.01)C07C5/333(2006.01)C07C11/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称自组装多孔纳米片结构ZnO催化剂及其制备方法与应用(57)摘要本发明揭示了一种自组装纳米片结构ZnO催化剂及其制备方法与应用。所述自组装纳米片结构ZnO催化剂的制备方法包括：使乙酸锌充分溶解于水中，形成含锌盐溶液；使沉淀剂溶于水中，形成碱溶液；使碱溶液滴入含锌盐溶液中，并于70‑75℃反应14‑16min，之后静置老化；老化完成后经抽滤、洗涤、干燥以及煅烧，获得自组装纳米片结构ZnO催化剂。本发明通过化学沉淀法合成纳米片结构ZnO催化剂，制备方法简单，可重复性好，可大量生产，此外，该纳米片结构ZnO催化剂的化学稳定性好，易保存。CN115999531ACN115999531A权利要求书1/1页1.一种自组装纳米片结构ZnO催化剂的制备方法，其特征在于，包括：使乙酸锌充分溶解于水中，形成含锌盐溶液；使沉淀剂溶于水中，形成碱溶液；使碱溶液滴入含锌盐溶液中，并于70‑75℃反应14‑16min，之后静置老化；老化完成后经抽滤、洗涤、干燥以及煅烧，获得自组装纳米片结构ZnO催化剂。2.根据权利要求1所述的自组装纳米片结构ZnO催化剂的制备方法，其特征在于，包括：将乙酸锌溶于去离子水中，移入油浴锅中，在70‑75℃以及冷凝回流条件下搅拌10‑15min，使乙酸锌充分溶解，形成含锌盐溶液。3.根据权利要求1或2所述的自组装纳米片结构ZnO催化剂的制备方法，其特征在于：所述含锌盐溶液中乙酸锌的浓度为0.02‑0.021g/ml。4.根据权利要求1所述的自组装纳米片结构ZnO催化剂的制备方法，其特征在于：所述的沉淀剂包括氨水、碳酸钠或碳酸铵中的任意一种，优选的，所述的沉淀剂为碳酸铵。5.根据权利要求1或4所述的自组装纳米片结构ZnO催化剂的制备方法，其特征在于：所述碱溶液的浓度为0.030‑0.031g/ml。6.根据权利要求5所述的自组装纳米片结构ZnO催化剂的制备方法，其特征在于，包括：将碱溶液在70‑75℃下以3‑3.05ml/min的滴加速率滴入至油浴锅中的含锌盐溶液，同时以100‑150rpm搅拌速率搅拌，并冷凝回流，待反应后，停止搅拌，静置老化72±0.1h。7.根据权利要求1或6所述的自组装纳米片结构ZnO催化剂的制备方法，其特征在于：所述碱溶液与盐溶液的体积比为1‑1.05∶1。8.根据权利要求1所述的自组装纳米片结构ZnO催化剂的制备方法，其特征在于，所述煅烧的条件为：取出的样品置于马弗炉中，以10±1℃/min的升温速率升温至500±10℃，然后保持在500±10℃煅烧3±0.1h。9.由权利要求1‑8中任一项所述方法制备而成的自组装纳米片结构ZnO催化剂，其特征在于：所述自组装纳米片结构ZnO催化剂的厚度为20‑25nm，直径为50‑100nm。10.权利要求9所述的自组装纳米片结构ZnO催化剂在CO2氛围中选择氧化乙烷脱氢制乙烯中的应用。2CN115999531A说明书1/5页自组装多孔纳米片结构ZnO催化剂及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种自组装纳米片结构ZnO催化剂及其制备方法与应用。背景技术[0002]在石油化工产业中乙烯被广泛使用，现如今社会的各个领域中都已经离不开乙烯的存在，2018年全球对它的需求已达到1.64亿吨，并且其需求量预计会继续以每年4％左右增长。但目前乙烯生产的主要工艺仍存在缺点，探索发展一种低能耗且高效的乙烯生产工艺迫在眉睫。与此同时，随着天然气勘探开采技术的成熟，在世界范围内发现了大规模的页岩气储量。在此背景下，如何有效利用乙烷催化转化为相应的高附加值物质成为近年来的研究热点。[0003]但是该反应现如今所存在的最主要的问题为如何制备出高效催化转化乙烷的催化剂，目前乙烷氧化脱氢催化剂的活性较低，并或多或少存在一些缺陷。如NiO催化剂表面亲电性氧物种过多时容易发生非选择性氧化。[0004]氧化锌作为一种半导体氧化物材料，因其催化活性高、无毒、可用性丰富、低成本等优点而受到越来越多的研究关注。当氧化锌的颗粒限制在纳米尺寸时，纳米氧