[发明专利]一锅法合成球壳型稳定金属纳米催化剂的制备方法

权利要求书

1.一锅法合成球壳型稳定金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于：在乙醇水反应体系中，以正硅酸乙酯(tetraethyl orthosilicate，TEOS,98％)及间苯二酚(resorcinol，RS,99.8％)和甲醛(formaldehyde，FH,37％～40％)为原料，以金属盐为金属前驱体，在氨水(NH₃·H₂O,25％～28％)催化作用下，水解聚合然后通过水热合成，离心洗涤干燥后得到催化剂前驱体(M-SiRF-pre)，在惰性气氛中不同温度下进行煅烧还原得到相应的催化剂(M-SiRF)。

2.按照权利要求1所述的一锅法合成球壳型稳定金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于：所述金属物种M可以为贵金属或非贵金属，其中所述贵金属选自第VI族过渡金属元素中的钌、铑、钯、铱、铂、金；所述非贵金属选自第四周期金属元素中的铁、钴、镍、铜；金属前驱体为金属物种M的水溶性金属盐。

3.按照权利要求1所述的一锅法合成球壳型稳定金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于：乙醇水反应体系中，乙醇和水体积为30～400mL，最佳为75～160mL；金属前驱体含量为0.5～2mmol，最佳为0.5～1mmol；乙醇与水体积比为2～7，最佳比为2～4。

4.按照权利要求1所述的一锅法合成球壳型稳定金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于：乙醇水反应体系中，氨水浓度为0.2～1.0mol/L，最佳浓度为0.25～0.75mol/L，TEOS浓度为0.1～1.0mol/L，最佳浓度为0.15～0.35mol/L，间苯二酚浓度为0.01～0.1mol/L，最佳浓度为0.02～0.05mol/L，甲醛与间苯二酚的摩尔比一般为1～3，最佳摩尔比为1.5～2.5。

5.按照权利要求1所述的一锅法合成球壳型稳定金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于：在合成过程中，将氨水加入到乙醇水反应体系中，剧烈搅拌5～30min，再逐滴加入TEOS，搅拌5～60min,然后依次加入间苯二酚与甲醛，分别搅拌5～60min，最后加入金属前驱体，剧烈搅拌0.5～24h，得到反应混合液。

6.按照权利要求1所述的一锅法合成球壳型稳定金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于：将权利要求5中的反应混合液转入到水热釜中，密封之后置于烘箱中进行水热反应，烘箱温度为80～180oC，最佳温度为100～120oC；水热时间为6～72h；最佳时间为12～24h。

7.按照权利要求1所述的一锅法合成球壳型稳定金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于：将权利要求6中的水热釜冷却至室温后，将水热反应混合液进行离心过滤，将下层沉淀物用乙醇洗涤。离心速度一般为5000～15000rpm，时间为2～15min；最佳离心速度为8000～12000rpm，离心时间为3～5min；使用乙醇洗涤，每次洗涤所用乙醇为5～25mL，洗涤次数为2～6次；最佳洗涤用量为10～20mL，洗涤次数为3～5次。

8.按照权利要求7所述的一锅法合成球壳型稳定金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于：将离心洗涤后的沉淀物置于烘箱中进行干燥，温度为80～150oC，干燥时间为2～24h，最佳温度为100～120oC；时间为4～12h，得到催化剂前驱体(M-SiRF-pre)。

9.按照权利要求1所述的一锅法合成球壳型稳定金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于：惰性气氛煅烧还原过程中，惰性气氛为N₂，He，Ar中的一种或两种以上；流量为5～30ml/min，最佳为20ml/min；煅烧还原温度为250～750℃，最佳为450～550℃；升温速率1～10℃/min，最佳为3～5℃/min；还原时长为0.5～12h，最佳为3～6h。

10.按照权利要求1所述的一锅法合成球壳型稳定金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于：在加入金属前驱体前加入含有铁、钴、铜、镍、钨、锆、锰、锡、钛的其中的一种金属盐，可以得到双金属组分催化剂。