[发明专利]一种Pt1

说明书

本发明公开了一种Pt₁@MIL纳米催化剂，包括基底；所述基底采用金属有机框架MIL‑101，所述金属有机框架MIL‑101上均匀的负载有相互独立的铂原子Pt；且铂原子Pt与金属有机框架MIL‑101的质量比为(0.18～0.25)：(95～105)；该纳米催化剂实现了异相结构，易于从反应体系中分离、收集，实现重复利用。本发明还公开了该种Pt₁@MIL纳米催化剂的制备方法及其在二氧化碳加氢反应中的应用；其中，该Pt₁@MIL纳米催化剂的制备方法条件温和，程序简单，成本低，环保；且Pt₁@MIL纳米催化剂在催化二氧化碳加氢反应中，具有很高的催化活性、高甲醇选择性以及催化稳定性，同时具有特殊的H₂解离路径，同时具有较好的稳定性，适用于商业化用途。

技术领域

本发明涉及一种纳米催化剂，具体的涉及一种Pt₁@MIL纳米催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

自人类工业革命以来，由于化石燃料的大量使用，二氧化碳的排放日益增长。同时，由于二氧化碳的大量排放，温室效应也日趋明显。因此，寻找合适的方法回收大气中的CO₂来实现碳循环，并将其他可再生能源(光能、热能、电能等)转化成化学能，是关系人类可持续发展的重要问题，这也成为了近年来化学工作者讨论和研究的热点。

CO₂加氢还原反应就是其中一种同时实现能量转化和碳循环的方案。CO₂的还原产物理论上有非常多种，最简单的还原产物是一氧化碳(CO)，工业上逆水汽变换反应(reversed Water-Gas Shift Reaction，rWGSR)已经可以实现这样的转换：

也可完全加氢还原成甲烷(CH₄)

然而，气态产物的能量密度低，且分离、储存和运输成本高，因此，能量密度更高、储存运输方便的液态产物相比之下更受到青睐。如，CO₂还原也可以得到甲酸(HCOOH) 和甲醇(CH₃OH)：

更进一步地，还可以利用费-托反应(Fischer-Tropsch synthesis)将CO₂一步还原的CO 和剩余的H₂继续反应生成多碳烷烃、烯烃等更有价值的产物，在此不赘述。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于：提供一种Pt₁@MIL纳米催化剂及其制备方法和应用，该Pt₁@MIL纳米催化剂的制备方法条件温和，程序简单，成本低，环保；得到的Pt₁@MIL纳米催化剂中单原子(铂原子Pt)的高分散度和与基底(金属有机框架)间的强相互作用，使其在二氧化碳加氢反应中有高活性和高甲醇选择性；同时其异相结构使得催化剂易于从反应体系中分离收集，可多次重复利用；而且催化性能稳定，多次重复实验后催化选择性几乎没有下降，利用率高。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：