[发明专利]掺杂碳负载过渡金属硼化物纳米多功能催化剂及制备方法

摘要

一种掺杂碳负载过渡金属硼化物纳米多功能催化剂，它的化学成分的质量百分比为：过渡金属20～40％、硼10～18％、氮2～10％、碳43～65％；上述催化剂的制备方法主要是将摩尔比为1～30：1的过渡金属与碳化硼通过超声震荡形成悬浮液，将悬浮液放入微波炉，于70～90℃反应30～60s，停留30～60s,反复进行2～5次；从微波炉中取出容器，空冷至室温，分别用去离子水、乙醇和丙酮反复洗涤，恒温干燥，得到固体复合物粉末，再将1:3～10的固体复合物粉末与氮源放入真空炉中，在400～800℃下热处理2～3h，得到掺杂碳负载过渡金属硼化物纳米多功能催化剂。本发明制备工艺简单、条件温和、容易操作、制备成本低且易于规模化生产。

主权项

1.掺杂碳负载过渡金属硼化物纳米多功能催化剂，其特征在于：它的化学成分的质量百分比为：过渡金属20～40％、硼10～18％、氮2～10％、碳43～65％，所述过渡金属为Fe、Co、Ni中的一种，上述掺杂碳负载过渡金属硼化物纳米多功能催化剂的制备方法是：(1)悬浮液的制备按过渡金属与碳化硼的摩尔比为1～30：1的比例，将粒度为50nm～3.5μm的碳化硼微粒加入到浓度为0.01～1mol/L过渡金属盐溶液中，通过超声震荡使得碳化硼均匀分散在溶液中形成悬浮液；(2)中间复合物的制备将盛有步骤(1)悬浮液的容器放入微波炉中，采用微波辐射加热法，将悬浊液于70～90℃条件下反应30～60s，停留30～60s,反应与停留的过程反复进行2～5次；从微波炉中取出容器，在空气中冷却至室温，分别用去离子水、乙醇和丙酮反复洗涤至溶液澄清后过滤，恒温干燥，得到碳化硼微粒负载过渡金属氧化物或者氢氧化物的固体复合物粉末；(3)多功能催化剂的制备按步骤(2)的固体复合物粉末与氮源的质量比为1:3～10的比例，将两者充分混合后放入真空炉中，先抽真空至10^‑1～1Pa，然后关闭真空泵，向腔体中通入惰性保护气体，最后在400～800℃下热处理至2～3h得到掺杂碳负载过渡金属硼化物纳米多功能催化剂。