[发明专利]硫掺杂石墨烯负载的镉钼基催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及催化和环保领域，具体涉及硫掺杂石墨烯负载的镉钼基催化剂及其制备方法和应用，本发明使用氧化石墨、硫化氢、镉盐、钼酸盐、硫酸铈作为原料制备硫掺杂石墨烯负载的镉钼基催化剂；本发明制备方法简单，将氧化石墨超声剥离成氧化石墨烯，低温冻干制备成氧化石墨烯气凝胶，硫化氢与其表面含氧官能团发生还原和掺杂，一步合成硫掺杂石墨烯气凝胶；镉盐沉积于硫掺杂石墨烯表面；钼和铈通过离子交换及高温条件与镉复合，最终制得高负载、比表面积大的硫掺杂石墨烯负载的镉钼基催化剂；该催化剂催化活性高，选择性好，对附加价值更高的乙醇具有特别好的选择性，催化反应条件相对温和，在二氧化碳工业合成低碳醇中具备良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及催化和环保领域，具体涉及一种硫掺杂石墨烯负载的镉钼基催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，温室气体二氧化碳排放量与日俱增，二氧化碳的固定研究已日益引起人们的关注。现有技术中，对二氧化碳的固定研究较多的是利用二氧化碳加氢合成甲醇；此外，也有研究利用二氧化碳加氢合成其它低碳醇和低碳烯烃。利用二氧化碳合成低碳醇、低碳烯烃在石油资源日益枯竭的当代意义重大。

二氧化碳作为一种稳定的小分子，改善其反应活性合成低碳非常困难，目前对于二氧化碳催化合成低碳醇的研究较少，其中多为二氧化碳加氢合成甲醇的研究，对于经济价值更高的低碳醇研究更少。现有技术中，二氧化碳合成低碳醇的催化剂的活性组分主要集中于Cu,Mo,Rh,Ru,Zr等过渡金属及双金属，但现有的催化剂合成方法较为复杂，且催化反应活性低，低碳醇选择性差等缺陷。

发明内容

本发明是解决现有技术中对二氧化碳合成低碳醇的催化剂研究较少，催化剂合成方法较为复杂，催化反应活性低，低碳醇选择性差的技术问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：

硫掺杂石墨烯负载的镉钼基催化剂，包括以下重量配比的原料，

氧化石墨：15-20份；

硫化氢：5-10份；

镉盐：10-15份；

钼酸盐：4-6份。

优选地，所述镉盐为氯化镉、硫酸镉或硝酸镉中的一种。

优选地，所述钼酸盐为钼酸铵或钼酸钾。

优选地，所述硫掺杂石墨烯负载的镉钼基催化剂，包括以下重量配比的原料，

氧化石墨：15-20份；

硫化氢：5-10份；

镉盐：10-15份；

钼酸盐：4-6份。

硫酸铈：2份。

优选地，所述硫掺杂石墨烯负载的镉钼基催化剂，包括以下重量配比的原料，

氧化石墨：18份；

硫化氢：8份；

镉盐：12份；

钼酸盐：5份；

硫酸铈：2份。

优选地，所述硫掺杂石墨烯负载的镉钼基催化剂的载体为硫掺杂的石墨烯,硫的质量分数为1.5％-1.7％；活化组分为镉/钼，质量分数为20％-40％；铈为助剂，质量分数为0.5％-2％。

硫掺杂石墨烯负载的镉钼基催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将所述氧化石墨中加入1000倍重量的超纯水中，超声剥离4-8小时，得到均匀分散的氧化石墨烯；