[发明专利]一种基于ZIFs的高分散Co基双金属催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种基于ZIFs的高分散Co基双金属催化剂，其特征在于，Co以纳米簇或单原子的形式负载在氮掺杂碳载体上。

2.一种基于ZIFs的高分散Co基双金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)利用可溶性锌盐和可溶性钴盐混合配制得到质量浓度为1％～10％的金属盐溶液，配制质量浓度为1％～22％的2-甲基咪唑溶液；将2-甲基咪唑溶液和金属盐溶液按照摩尔比(4～8)：1混合，得到第一混合溶液，将混合溶液置于30～50℃配合反应，反应后一次经过离心、洗涤和干燥得到ZnCo-ZIFs前驱体；

步骤2)对ZnCo-ZIFs前驱体进行脱气除杂；

步骤3)将步骤2)中脱气除杂后的ZnCo-ZIFs前驱体分散于疏水性溶剂中，得到质量浓度为0.6％～0.8％的第二混合溶液，将第二混合溶液与0～150mg/mL的第二活性金属盐溶液混合，搅拌6～12h，干燥后得到金属盐@ZnCo-ZIFs；

步骤4)在惰性气体中，将步骤3)中的金属盐@ZnCo-ZIFs置于900～1000℃高温煅烧，煅烧结束后空冷，得到基于ZIFs的高分散Co基双金属催化剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述金属盐溶液中，可溶性锌盐和可溶性钴盐的摩尔比为(24～100)：1。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述锌盐为Zn(NO₃)₂·6H₂O或Zn(OAc)₂·2H₂O；所述钴盐为Co(NO₃)₂·6H₂O或Co(OAc)₂·4H₂O。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述配合反应的时间为6～12h；步骤1)中所述的干燥是将离心后的沉淀物置于40～60℃下干燥8～12h；步骤4)中所述的惰性气体为氩气或氮气；步骤4)中所述高温煅烧的时间为3～6h。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述的金属盐溶液和2-甲基咪唑溶液均以甲醇为溶剂进行配制；所述洗涤利用甲醇进行。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中脱气除杂后的ZnCo-ZIFs前驱体为多孔结构，经物理吸附测定其孔体积为0.57cm³/g；步骤3)中，第二活性金属盐溶液的体积应小于或等于步骤2)中脱气除杂后的ZnCo-ZIFs前驱体的孔体积。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3)所述的第二活性金属盐为水溶性Ni盐、水溶性Rh盐、水溶性Fe盐、水溶性Ru盐、水溶性Pd盐和水溶性Pt盐中的任意一种；所述疏水性溶剂为正己烷或氯仿。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性Ni盐为Ni(NO₃)₂·6H₂O或NiCl₂·6H₂O；水溶性Rh盐为RhCl₃·3H₂O；水溶性Fe盐为FeCl₃·6H₂O或Fe(NO₃)₃·9H₂O；水溶性Ru盐为RuCl₃·3H₂O；水溶性Pd盐为Pd(NO₃)₂·2H₂O或PdSO₄·2H₂O；水溶性Pt盐为H₂PtCl₆·6H₂O。

10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)所述的脱气除杂是在真空下进行的，脱气温度为80～150℃，脱气时间为8～10h。