[发明专利]选择性和再生稳定性良好的钴基单原子脱氢催化剂及利用其从石蜡制备对应烯烃的方法

权利要求书

1.一种制备单原子形式的钴基催化剂的方法，其包括以下步骤：

a)用二氧化硅对氧化锆的表面或外侧部位进行表面改性以制备二氧化硅改性氧化锆支撑体；

b)制备所述二氧化硅改性氧化锆支撑体的水基分散体；

c)在所述二氧化硅改性氧化锆支撑体的水基分散体中添加碱成分，将pH调节为至少10，从而制备经pH调节的二氧化硅改性氧化锆支撑体的水基分散体；

d)另外制备具有3+的氧化值的钴前体的水溶液，并添加碱成分以制备经pH调节的钴前体水溶液；

e)通过组合所述经pH调节的二氧化硅改性氧化锆支撑体的水基分散体和所述经pH调节的钴前体水溶液来制备具有3+的氧化值的钴离子的至少一部分吸附在所述二氧化硅改性氧化锆支撑体表面的水基分散体；

f)去除未吸附在所述二氧化硅改性氧化锆支撑体表面的钴离子；以及

g)对从所述步骤f)获得的吸附有钴离子的二氧化硅改性氧化锆支撑体进行热处理；

其中，所述钴基催化剂中具有2+的氧化值的钴以孤立的单原子形式存在于所述二氧化硅改性氧化锆支撑体上，并且所述具有2+的氧化值的钴在存在于二氧化硅改性氧化锆支撑体的表面的三元羟基环中形成四面体结构并被配位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化锆的BET比表面积在10-300m²/g的范围内，所述氧化锆的孔隙尺寸在5-40nm的范围内确定。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述氧化锆的孔隙体积在0.1-1cm³/g的范围内确定。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)通过浸渍法进行。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤a)包括以下步骤：

a1)将二氧化硅前体溶解在水基介质中以制备浓度为5-80％(重量/重量)的二氧化硅前体水溶液；

a2)组合所述二氧化硅前体水溶液和氧化锆以制备负载二氧化硅前体的氧化锆水基分散体；

a3)从所述负载二氧化硅前体的氧化锆水基分散体分离负载二氧化硅前体的氧化锆；以及

a4)在500-1200℃和含氧的气氛条件下，对所述负载二氧化硅前体的氧化锆进行热处理。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二氧化硅改性氧化锆支撑体中二氧化硅的含量在0.5-10重量％的范围内确定。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二氧化硅改性氧化锆支撑体具有二氧化硅的至少一部分暴露于氧化锆的外部的形态。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述二氧化硅改性氧化锆支撑体中暴露于外部的二氧化硅具有不连续的畴形态。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述畴的尺寸小于50nm。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b)中制备的二氧化硅改性氧化锆支撑体的水基分散体的浓度在1-30重量％的范围内。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别在所述步骤c)和所述步骤d)中使用的碱成分为相同或不同，并且所述碱成分为选自氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化铵中的至少一种。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤d)中钴前体是包含具有3+的氧化值的钴(Co(III))配离子的前体，并且所述钴前体水溶液中钴前体的浓度为0.1-20重量％的范围内。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，吸附有所述钴离子的二氧化硅改性氧化锆支撑体在氧化锆支撑体的二氧化硅表面负载相当于0.1-2重量％的量的钴离子。