[发明专利]一种花状四氧化三钴纳米微球负载双金属催化剂及其用于HMF氢解制备DMF反应的方法

权利要求书

1.一种花状Co₃O₄纳米微球负载双金属催化剂，其特征在于，

是高分散的具有分级花状结构Co₃O₄微球负载型的M-Co双金属催化剂，其中M为Cu,Ni,Pt,Ru,Pd或Rh中的任意一种。

2.根据权利要求1中所述的花状Co₃O₄纳米微球负载双金属催化剂，其特征在于，催化剂微球的大小为2～5μm，比表面积为80～160m²/g。

3.根据权利要求1或2中所述的花状Co₃O₄纳米微球负载双金属催化剂，其特征在于，其中M的质量百分含量为1～5％，M-Co合金纳米粒子的平均粒径大小为2～10nm。

4.一种花状Co₃O₄纳米微球负载双金属催化剂的制备方法，其特征在于，通过一步封装水热-焙烧法制备出金属M氧化物与Co₃O₄杂化催化剂前体，进一步通过还原得到高分散的具有分级花状结构催化剂M-Co/Co₃O₄，其中M为Ru，Pd，Pt，Cu或Ni中的任意一种。

5.根据权利要求4中所述的花状Co₃O₄纳米微球负载双金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

1)用去离子水配制硫酸钴、尿素、柠檬酸钠以及贵金属物种或非贵金属盐混合溶液，将配好的溶液进行水热晶化，晶化温度为120～250℃，时间为48～72h；将所得沉淀使用去离子水和乙醇洗涤到中性，干燥；

2)将所得到的固体置于马弗炉中焙烧得到金属M氧化物与Co₃O₄杂化催化剂前体，其中M为Ru，Pd，Pt，Cu或Ni中的任意一种；

3)用氢气和氮气的混合气在气氛炉中还原杂化催化剂前体得到花状Co₃O₄纳米微球负载双金属催化剂。

6.根据权利要求5中所述的花状Co₃O₄纳米微球负载双金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，硫酸钴的浓度为0.05mol/L～0.25mol/L,尿素的浓度为0.1mol/L～0.3mol/L,柠檬酸钠的浓度为0.01mol/L～0.05mol/L,贵金属的浓度为0.5～6.0mmol/L,非贵金属盐浓度为2.0～10mmol/L。

7.根据权利要求5或6中所述的花状Co₃O₄纳米微球负载双金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，贵金属物种为H₂PtCl₆,RuCl₃或H₂PdCl₄中的任意一种，非贵金属为Cu或Ni中的一种,非贵金属盐为硫酸盐或硝酸盐中的一种，钴与贵金属或者非贵金属的摩尔浓度比为100～25:1。

8.根据权利要求7中所述的花状Co₃O₄纳米微球负载双金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，升温速率为2～5℃ min^-1，从室温升温到350～550℃，之后在恒温温度下保温4～6h进行焙烧；

步骤3)中，还原条件为：以2～5℃ min^-1的升温速率从室温升温到300～600℃，并在恒温温度下保温3～6h。

9.一种花状Co₃O₄纳米微球负载双金属催化剂催化HMF氢解制备DMF的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述花状Co₃O₄纳米微球负载双金属催化剂催化HMF氢解制备DMF的方法为：将HMF溶于1,4-二氧六环，加入权利要求3所述的催化剂于反应釜中，反应温度设为150-250℃，氢气气氛中反应1-3h。