一种MOF基单原子催化剂的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115814858A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211360600.X(22)申请日2022.10.31(71)申请人电子科技大学长三角研究院（湖州）地址313000浙江省湖州市西塞山路819号科技创新综合体B1幢(72)发明人陈思邓邦为赵学洋谢洪涛董帆(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202专利代理师唐莉梅(51)Int.Cl.B01J31/22(2006.01)B01J35/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种MOF基单原子催化剂的制备方法(57)摘要本发明属于催化剂制备技术领域，公开了一种MOF基单原子催化剂、制备方法及应用，将MOF基材料分散于特定调节液中，再加入贵金属、过渡金属前驱体溶液，通过常温搅拌过程与金属发生配位、取代等作用，使金属原子以单原子形式锚定到MOF框架结构中。该方法可在常温常压、无需外加能量条件下，合成金属单原子修饰的MOF催化剂，具体为将适量MOF材料搅拌分散于调节液中，再加入金属M的可溶性前驱体溶液，即得单原子M修饰的MOF催化剂，具有原料价格低廉、操作便捷、普适性强、可放大等优势，且对于多种氨基功能化MOF材料、多种贵金属/过渡金属单原子具有较好的普适性，在非均相催化领域具有广阔的应用前景。CN115814858ACN115814858A权利要求书1/1页1.一种MOF基单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述MOF基单原子催化剂的制备方法包括如下步骤：制备MOF材料；将适量MOF材料搅拌分散于调节液中，再加入金属M的可溶性前驱体溶液，悬浊液持续搅拌至溶液变色，最终稳定至某一颜色，过滤，水洗、醇洗数次，干燥，即得单原子M修饰的MOF催化剂。2.如权利要求1所述的MOF基单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述MOF基底材料为氨基功能化MOF材料，包括NH2‑UiO‑n、NH2‑MIL‑n、NH2‑TMU‑n、NH2‑MOF‑n。3.如权利要求1所述的MOF基单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述调节液包括去离子水、乙醇、乙二醇、甲醇、N‑N二甲基甲酰胺DMF中的任意一种。4.如权利要求1所述的MOF基单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述MOF材料分散于调节液中的浓度为0.001g/mL～0.1g/mL。5.如权利要求1所述的MOF基单原子催化剂的制备方法，其特征在于，所述金属M包括贵金属Au、Ag、Pt、Ru、Ir、Rh、Pd、Os，以及过渡金属Co、Mn、Fe、Cu、Ni、Zn。6.如权利要求1所述的MOF基单原子催化剂的制备方法，其特征在于，搅拌时间为8～24h。7.如权利要求1所述的MOF基单原子催化剂的制备方法，其特征在于，干燥温度为60～90℃。8.一种权利要求1‑7任意任一所述的制备方法获得的MOF基单原子催化剂，其特征在于，金属M部分或完全以单原子形式锚定在MOF载体上。2CN115814858A说明书1/5页一种MOF基单原子催化剂的制备方法技术领域[0001]本发明属于催化剂制备技术领域，尤其涉及一种MOF基单原子催化剂的制备方法。背景技术[0002]目前，单原子催化剂是活性金属以孤立单个原子形式分散在固载型材料的催化剂，相较于传统的纳米催化剂，单原子催化剂的活性金属组分能达到最大程度的分散，活性金属的利用率能得到较大提高，从而提高催化活性；其次，单原子催化剂的活性位点组成简单、结构单一，对于催化反应有高选择性，可有效减少因活性组分结构复杂导致的副产物。单原子催化剂可以说是纳米催化剂的延伸，有利于科研工作者对于催化反应的活性组分及结构进行有针对性地研究，以及在原子尺度上了解催化反应机理，近年来受到了广泛关注并得到迅速发展。[0003]单原子催化剂载体通常有氧化物、沸石分子筛、MOFs、层状材料等。在各类单原子催化剂中，MOF基材料由于其高孔隙、大比表面积、低密度、孔径可调等特点，在催化、储能和分离等领域应用广泛，基于MOF材料的单原子催化剂是近年来的研究热点，这主要是源于MOF材料中功能化的有机配体、配位不饱和的金属团簇可以作为金属原子的锚定位点。[0004]单原子催化剂的制备方法有多种，包括湿化学法、金属刻蚀法、原子层沉积法、气相捕获法、光沉积法、电化学沉积法、高温热解法、球磨法等，这些方法具有不同程度的能耗高、条件苛刻、负载量低且MOF基底材料自身结构难以保持等缺点，且金属原子与MOF基底材料间的相互作用也较弱，直接影响了MOF基单原子催化剂的催化性能及进一步发展。因此，发展便捷、高效制备MOF基单原子催化剂的制备方法具有重要意义。[0005]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的技术在制备单原子催化剂时具有