一种多孔碳化钴的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109675597A(43)申请公布日2019.04.26(21)申请号201910153392.8(22)申请日2019.02.28(71)申请人福州大学地址362801福建省泉州市泉港区前黄镇学院路1号(72)发明人倪军吴敬松张天釜林建新林炳裕王秀云(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊(51)Int.Cl.B01J27/22(2006.01)B01J35/10(2006.01)C01B32/914(2017.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种多孔碳化钴的制备方法(57)摘要本发明公开了一种多孔碳化钴的制备方法，属于无机化工技术领域。本发明采用硝酸改性后的活性炭载体均匀浸渍钴盐与沉淀剂，在马弗炉中300~900℃温度条件下焙烧后通入还原气体获得多孔碳化钴。本发明以空隙丰富的活性炭作为硬模板载体，通过浸渍钴盐与沉淀剂在活性炭上孔隙中进行沉淀反应以形成超细沉淀颗粒，阻止颗粒长大，以控制粒径和形貌。同时，在焙烧后残余的活性炭能够同四氧化三钴碳化时的氧气发生反应以打破碳化反应平衡以提高碳化反应效率，减少碳化反应所需要大量时间。CN109675597ACN109675597A权利要求书1/1页1.一种多孔碳化钴的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）选用活性炭进行预处理：将活性炭用硝酸溶液浸泡12~36h，过滤后用去离子水将活性炭洗涤至洗涤液pH值为7，然后将活性炭放置于100~120℃烘箱中烘干，获得预处理后的活性炭，备用；（2）将钴源与水混合得到第一溶液；将沉淀剂与水混合得到第二溶液；将第一溶液对预处理后的活性炭进行浸渍，静置，烘干，次数为一到四次；将第二溶液对第一溶液浸渍干燥得到的固体进行浸渍，静置，烘干，次数为一到四次；（3）焙烧碳化：将步骤（2）得到的固体样品置于马弗炉中焙烧后，移入管式炉中在还原性气氛下碳化，待碳化完成后，将管式炉温度降至室温，在体积浓度1%O2/Ar混合气气氛下钝化碳化钴表面并取出，即得到多孔碳化钴。2.根据权利要求1所述的多孔碳化钴的制备方法，其特征在于：步骤（1）所采用活性炭22为椰壳活性炭，比表面积应为500m/g~1200m/g，平均孔径为3~30nm，平均孔容为0.3~2.0mL/g。3.根据权利要求1所述的多孔碳化钴的制备方法，其特征在于：步骤（1）所采用的硝酸溶液的浓度为20wt%~40wt%。4.根据权利要求1所述的多孔碳化钴的制备方法，其特征在于：步骤（2）所使用钴源为硝酸钴、醋酸钴、氯化钴中的一种或几种；沉淀剂为氨水、碳酸铵、碳酸氢铵的一种或几种。5.根据权利要求1所述的多孔碳化钴的制备方法，其特征在于，步骤（2）中钴源以Co元素摩尔数计，钴源与沉淀剂的摩尔比为1:1～3；第一溶液的钴元素浓度为0.1~5mol/L；Co在活性炭上浸渍的负载量为1wt%~100wt%。6.根据权利要求1所述的多孔碳化钴的制备方法，其特征在于，步骤（2）中第一溶液浸渍静置时间为0.5h~3h，第二溶液浸渍后静置时间为0.5h~6h；浸渍温度为35℃~45℃；干燥温度为60～130℃，烘干时间为1~10小时。7.根据权利要求1所述的多孔碳化钴的制备方法，其特征在于：步骤（2）中浸渍顺序包括先多次浸渍第一溶液后多次浸渍第二溶液以及第一溶液第二溶液交替浸渍。8.根据权利要求1所述的多孔碳化钴的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述在马弗炉中焙烧是指，以3~5℃/min升温速率升温至300~900℃，保温时间为2~24h，随炉冷却至室温。9.根据权利要求1所述的多孔碳化钴的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述在还原性气氛下碳化是指，还原性气氛为氢气、一氧化碳中的一种或两种混合，升温速率为2℃/min，碳化温度为220℃~250℃，碳化时间为24h~100h，空速为500mL/h·g~10000mL/h·g。10.根据权利要求1所述的多孔碳化钴的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述在体积浓度1%O2/Ar混合气气氛下钝化碳化钴表面是指，钝化气氛为体积浓度1%O2/Ar混合气，钝化时间为2h~5h，空速为500mL/h·g~2000mL/h·g。2CN109675597A说明书1/6页一种多孔碳化钴的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种碳化钴的制备方法，尤其涉及到一种多孔碳化钴粉体的制备方法，属于无机化工技术领域。背景技术[0002]钴基催化剂是费托合成反应一种重要的催化剂。在费托合成反应中，金属钴容易发生碳化形成Co2C。长期以来人们都倾向于认为Co2C不具有费托合成反应活性，并且严重阻碍反应发生。然而近年来的研究结果却表明，Co2C在某些费托合成反应中发挥了极其重要的作用