一种ZIF基材料结合α-Al2O3分散银催化剂的制备方法

：本发明属于催化剂制备，具体涉及一种zif基材料结合α-al2o3提高载体比表面积分散银催化剂的制备方法。

背景技术

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背景技术：

1、环氧乙烷是有机化工产业中的一种重要源料化工原料，在众多乙烯系列产品中，产量仅次于聚乙烯。且环氧乙烷作为中间体，在合成工艺中有着至关重要的作用。乙二醇继续加工，可以合成聚酯纤维及薄膜或合成乙醇胺、乙二醇醚等。也导致了环氧乙烷消耗量的日益增加。载银催化剂在乙烯环氧化制备环氧乙烷反应中影响很大，这对催化剂的研发与生产提出了更高的要求。氧化铝载体作为该催化剂的重要组成部分，其性能与催化剂的性能有着重要关联。

2、zif-8是一种常见的微孔mof材料。中国专利cn 108067306a中催化剂是通过合成一种微孔-介孔的zif-8@γ-al2o3复合材料作为载体，充分发挥微孔材料zif-8与介孔γ-al2o3在催化反应中的优势，从而提高催化加氢的活性及选择性。其主要的创新点是巧妙地运用了zif-8的固相合成方法，将zif-8高度分散于γ-al2o3基体中，得到zif-8@γ-al2o3复合材料。该复合材料集合了zif-8与γ-al2o3的双重功能优势而大大提高了催化效率。

3、虽然上述方法获得的zif-8@γ-al2o3复合材料显著提高了催化效率，但其制备过程采用水热法合成zif材料，操作温度高，设备复杂，且制备所需的框架材料仅限于zif-8，同时金属(pt)负载量有限，仅占0.1～1％。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、针对上述问题，本发明提供一种zif基材料结合α-al2o3分散银催化剂的制备方法。

2、本发明技术方案采用的载体为α-al2o3，首先通过将zif基骨架材料负载至氧化铝上形成一种具有微孔和大孔两种孔结构的载体，再将银负载至载体表面获得催化剂产品；具体步骤如下：

3、一种zif基材料结合α-al2o3分散银催化剂的制备方法，具体包括如下步骤：

4、1)将适量zn(no3)2水溶液加入到α-al2o3粉体中，再加入2-二乙基咪唑，反应16～20h；将得到的反应产物沥水后于60～100℃烘干，得到载体；所述2-二乙基咪唑与zn(no3)2的摩尔比为1～2:1，所述α-al2o3粉体是由拟薄水铝石于1000～1400℃下煅烧2～5h制得；

5、2)采用初湿浸渍法将ag负载至步骤1)获得的载体上，获得催化剂产品。

6、进一步地，所述步骤2)获得的催化剂产品中的zif基骨架材料为maf-6、zif-71或zif-8。

7、进一步地，所述步骤2)获得的催化剂产品中ag的负载量为1～25％。

8、优选地，所述步骤2)获得的催化剂产品中ag的负载量为9～10％。

9、进一步地，所述步骤2)的初湿浸渍法采用草酸银，硝酸银或柠檬酸银的水溶液作为前驱体溶液进行ag的负载；浸渍时间至少为0.1h。

10、进一步地，所述步骤2)的初湿浸渍法采用草酸银水溶液作为前驱体溶液进行ag的负载，浸渍时间为0.1～1.0h；其中，草酸银水溶液根据氧化铝的吸水率配制，使最终的负载比例为ag:al2o3＝10:100。

11、进一步地，在所述步骤2)之后，还包括步骤3)：

12、对催化剂产品的后处理：将催化剂产品沥干水分后于60～100℃下烘干，之后以250～400℃热风处理10～30min，最后冷却至室温。

13、优选地，所述步骤3)中的热风处理温度为350～400℃，处理时间为15min。

14、优选地，所述步骤1)中，2-二乙基咪唑与zn(no3)2的摩尔比为1.4～1.6:1；所述α-al2o3粉体是由拟薄水铝石于1100～1400℃下煅烧3h制得。

15、本发明zif基材料结合α-al2o3分散银催化剂的制备方法通过对氧化铝的比表面积与孔容进行修饰能够获得兼具微孔与大孔结构的载体，改善催化剂的性能。本发明获得的载体具有更佳的空间利用效率，通过改变载体表面积，从而提升分散度，另一方面还能提升载体的强度。本发明获得的催化剂中金属ag负载量最高可达25％，可在较大范围内进行调整以获得更好的初期活性与选择性。此外，本发明制备工艺具有能耗低、操作简单易实现的优点。

技术特征：

1.一种zif基材料结合α-al2o3分散银催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的催化剂制备方法，其特征在于：所述步骤2)获得的催化剂产品中的zif基骨架材料为maf-6、zif-71或zif-8。

3.根据权利要求1或2所述的催化剂制备方法，其特征在于：所述步骤2)获得的催化剂产品中ag的负载量为1～25％。

4.根据权利要求3所述的催化剂制备方法，其特征在于：所述步骤2)获得的催化剂产品中ag的负载量为9～10％。

5.根据权利要求1或2所述的催化剂制备方法，其特征在于：所述步骤2)的初湿浸渍法采用草酸银，硝酸银或柠檬酸银的水溶液作为前驱体溶液进行ag的负载；浸渍时间至少为0.1h。

6.根据权利要求5所述的催化剂制备方法，其特征在于：所述步骤2)的初湿浸渍法采用草酸银水溶液作为前驱体溶液进行ag的负载，浸渍时间为0.1～1.0h。

7.根据权利要求1或2所述的催化剂制备方法，其特征在于：在所述步骤2)之后，还包括步骤3)：

8.根据权利要求7所述的催化剂制备方法，其特征在于：所述步骤3)中的热风处理温度为350～400℃，处理时间为15min。

9.根据权利要求1或2所述的催化剂制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，2-二乙基咪唑与zn(no3)2的摩尔比为1.4～1.6:1；所述反应产物沥水后的烘干温度为70～80℃；所述α-al2o3粉体是由拟薄水铝石于1100～1200℃下煅烧3h制得。

技术总结
本发明公开了一种ZIF基材料结合α‑Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;分散银催化剂的制备方法，步骤包括：将适量Zn(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;2</subgt;水溶液加入到氧化铝粉体中，再加入2‑二乙基咪唑，反应16～20h后将反应产物沥水、烘干，得到载体；之后采用初湿浸渍法将Ag负载至载体上，得到催化剂产品。本发明通过对氧化铝的比表面积与孔容进行修饰能够获得兼具微孔与大孔结构的载体，改善催化剂的性能。本发明获得的载体具有更佳的空间利用效率，通过改变载体表面积，从而提升分散度；同时还能提升载体的强度。本发明获得的催化剂中金属Ag负载量最高可达25％，可在较大范围内进行调整以获得更好的初期活性与选择性。此外，本发明制备工艺具有能耗低、操作简单易实现的优点。

技术研发人员：廖小元,李英杰,周天庆,何锴,姚月,吕树祥
受保护的技术使用者：天津科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15