一种MOFs@M1-多酸的单原子位点催化剂、制备及应用的制作方法

文档序号:26142355发布日期:2021-08-03 14:27阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种mofs@m1-多酸的材料,含有mofs多孔金属有机框架材料、多酸和活性金属m,其中,

所述活性金属m为能被多酸锚定的过渡金属,优选为贵金属,所述m1表明金属以单原子位点状态存在;

所述多酸为keggin型多酸,其化学式为hnxm12o40,x选自p、si、ge、as或b,m选自mo、w、v、nb或ta,n为1-10的整数,根据x和m的价态不同而不同,需要满足配平规则;

所述mofs为三维多孔金属有机框架材料,可选自任意的孔径大小为0.5nm-5nm,优选0.5-2nm的金属有机框架材料;

多酸化合物填充在金属有机框架的纳米孔道中,活性金属m以单原子位点状态负载或结合在多酸化合物上。

2.如权利要求1所述的材料,其中,所述材料中,活性金属m选自如pt、pd、ru、rh、ir、ag、au的一个或多个的组合;多酸为十二钼磷酸,其化学式为h4pmo12o40;多酸的担载量为5-50wt%,金属单原子的担载量为0.1-2wt%。

3.如权利要求1或2所述的材料,其中金属有机框架材料选自mil-101、hkust-1和zif-67材料的一个或多个组合。

4.如权利要求1-3任一的材料,所述mofs@m1-多酸材料为mil-101@pt1-pmo、hkust-1@pt1-pmo或zif-67@pt1-pmo。

5.一种mofs@m1-多酸的催化剂,该催化剂含有权利要求1-4任一的材料作为催化剂的活性部分,该催化剂可用于催化苯乙炔双硼化反应的用途。

6.一种mofs@m1-多酸材料或催化剂的制备方法,该方法包括:利用原位合成方法合成mofs材料,将多酸与活性金属前驱体同时限域在金属有机框架的孔道;再根据需要,还原活性金属。

7.如权利要求6所述的制备方法,其中,所述原位合成方法选自原位水热、溶剂热或其它常规合成方法合成mofs材料;多酸在mofs合成过程前或同时加入,以进入mofs多孔通道中;活性金属m的前驱体可在mofs合成过程前、合成同时、或形成mofs@多酸后加入。

8.如权利要求6或7所述的制备方法,包括:将构成金属有机框架的金属离子、有机配体,与多酸、活性金属前驱体溶于溶剂中,搅拌下反应,反应后分离回收样品,根据需要,还原得到mofs@m1-多酸材料或催化剂;所述溶剂根据原料溶解度选择,优选水、甲醇、乙醇、n,n’-二甲基甲酰胺;

所述多酸为keggin型十二钼磷酸,其化学式为hnxm12o40,x选自p、si、ge、as或b,m选自mo、w、v、nb或ta,n为1-10的整数,根据x和m的价态不同而不同,需要满足配平规则;优选为十二钼磷酸,其化学式为h4pmo12o40;

所述三维多孔金属有机框架可选自任意的金属有机框架材料,其孔径大小为0.5-5nm,优选0.5-2nm即可,优选为mil-101、hkust-1和zif-67;

所述活性金属为能被多酸稳定的过渡金属,优选贵金属,选自pt、pd、ru、rh、ir、ag、au等一个或多个组合;

所述活性金属前驱体为上述活性金属的可溶性盐或配合物,包括无机盐、有机盐或配合物,优选为乙酰丙酮铂、氯铂酸、氯化铂。

9.如权利要求6-8任一的制备方法,其中,多酸的担载量为5-50wt%,金属单原子的担载量为0.1-2wt%;所述还原在氢气气氛下进行,所述还原在还原设备中进行,所述还原设备为能够提供所需气氛及核实温度的焙烧炉或焙烧窑,包括但不限于管式炉、保护气氛炉;还原温度为80-250℃,优选120-180℃,时间为30-480min,优选60-120min。

10.一种苯乙炔双硼化的方法,使用mofs@m1-多酸材料作为催化剂,反应方程式如下,

所述mofs@m1-多酸材料选自权利要求1-4的任意一项。


技术总结
本发明提供一种MOFs@M1‑多酸的单原子位点催化剂、制备及应用。该单原子催化剂是通过在金属有机框架限域空间内同时引入多酸和金属前驱体,利用空间限域效应实现金属单原子在多酸表面的锚定。相较于传统的多酸基金属纳米催化剂,本发明提供的单原子位点催化剂具有原子利用率高、合成方法简单、催化剂易回收的特点,有利于大规模的工业化应用。Pt单原子催化剂在苯乙炔双硼化反应中显示出超越传统纳米催化剂的优异性能。

技术研发人员:连超
受保护的技术使用者:北京单原子催化科技有限公司
技术研发日:2021.05.19
技术公布日:2021.08.03
当前第2页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1