一种钴和石墨烯复合纳米材料催化剂及其制备方法.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CN109603831A(43)申请公布日2019.04.12(21)申请号201811603520.6(22)申请日2018.12.26(71)申请人大连大学地址116622辽宁省大连市经济技术开发区学府大街10号(72)发明人周锦霞杨帆毛璟博李慎敏(74)专利代理机构大连智高专利事务所(特殊普通合伙)21235代理人祝诗洋(51)Int.Cl.B01J23/75(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种钴和石墨烯复合纳米材料催化剂及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种钴和石墨烯复合纳米材料催化剂及其制备方法。催化剂的主要成分为钴和石墨烯；催化剂的制备步骤为：采用浸渍法将钴盐负载到自合成或商业购买的还原氧化石墨烯上，浸渍后经过干燥，得到含有钴盐/石墨烯的催化剂前驱体，然后将前驱体在氮气氛围下焙烧，使钴盐分解，同时使钴物种与石墨烯产生强相互作用，得到钴与石墨烯复合纳米材料，该催化剂同时含有与石墨烯基底紧密结合单原子钴、钴原子簇以及钴氧化物纳米粒子。CN109603831ACN109603831A权利要求书1/1页1.一种钴-石墨烯复合纳米材料催化剂，其特征在于，其主要成分为钴和石墨烯，其制备方法包括以下步骤：(1)浸渍采用浸渍法将钴盐负载到石墨烯上，浸渍后经过干燥，得到含有钴盐/石墨烯的催化剂前驱体；(2)焙烧将含有钴盐/石墨烯的催化剂前驱体在氮气氛围下于400-700℃焙烧，使钴盐分解，同时使钴与石墨烯相互作用，得到钴-石墨烯复合纳米材料催化剂；其结构特点是催化剂上同时含有与石墨烯基底紧密结合单原子钴、钴原子簇以及钴氧化物纳米粒子。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述钴占催化剂质量的5～10wt％。3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述钴盐为硝酸钴、醋酸钴其中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述步骤(1)中先使用乙醇水溶液配置钴盐溶液，其中乙醇的含量为10-80％。5.根据权利要求4所述的催化剂，其特征在于，乙醇的含量为20％。6.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述步骤(1)采用的浸渍法是等体积浸渍或过量浸渍法。7.根据权利要求6所述的催化剂，其特征在于，采用等体积浸渍法。8.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述步骤(2)中，焙烧保护气体为纯度达到99.95％及以上的高纯氮气。9.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，所述步骤(2)中，焙烧温度为500-600℃。2CN109603831A说明书1/4页一种钴和石墨烯复合纳米材料催化剂及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种钴和石墨烯复合纳米材料催化剂、该催化剂的主要成分以及该催化剂的制备方法。背景技术[0002]优良催化剂是提高催化反应性能的关键。催化剂的性能主要由两方面决定：一个是成分，另一个是制备方法。同样的成分，采用不同的制备方法，其性能会差异很大，同理，同样的制备方法采用不同的成分，也会产生效果不同的催化剂。近年来，含有单原子、原子簇以及粒度分布均匀的纳米粒子的催化剂越来越受到重视，通过在纳米层次对催化剂的组成、结构和形貌以及电子态的调控，能够实现高效催化作用。含有单原子的催化剂制备技术主要包括逐步还原法(ZhangH.,KawashimaK.,OkumuraM.,etal.ColloidalAusingle-atomcatalystsembeddedonPdnanoclusters[J].JournalofMaterialsChemistryA,2014,2(33):13498.)、浸渍法(MosesdebuskM.,YoonM.,AllardL.F.,etal.COoxidationonsupportedsinglePtatoms:experimentalandabinitiodensityfunctionalstudiesofCOinteractionwithPtatomonθ-Al2O3(010)surface.[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2013,135(34):12634-12645.)、原子层沉积法(XingJ.,ChenJ.F.,LiY.H.,etal.StableIsolatedMetalAtomsasActiveSitesforPhotocatalyticHydrogenEvolution[J].Chemistry-AEuropeanJournal,2014,20(8):2138-2144.)、反Ostward熟化法(Hu,P.,Huang,Z.,Amghouz,Z.,Makkee,M.,Xu,F.,Kapteijn,F.