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专利号: 202310925075X
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-21
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双原子催化剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤一、将FeCl3溶液滴加至NaOH溶液后,加入Na2SO4溶液,反应生成Fe(OH)3溶胶,煅烧,得到棒状Fe2O3;棒状Fe2O3的长度为20nm~60nm,直径为3nm~10nm;

步骤二、将步骤一所得棒状Fe2O3、多巴胺盐酸盐先后加入缓冲液中混合搅拌,在棒状Fe2O3的表面反应生成聚多巴胺层;

步骤三、对步骤二所得产物进行热解碳化,使得聚多巴胺层碳化;之后,将所得产物在酸性条件下蚀刻,去除棒状Fe2O3,得到棒壳状的氮碳材料;

步骤四、通过化学气相沉积的方式使得镍以原子级别分散沉积到氮碳材料;得到镍基催化剂Ni‑NC;

步骤五、通过微波等离子气相沉积的方式在镍基催化剂Ni‑NC的镍原子上负载钌原子,得到双原子催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种双原子催化剂的制备方法,其特征在于:步骤二中,在棒状Fe2O3加入缓冲液并搅拌15‑25min后,再加入多巴胺盐酸盐并持续搅拌,所得产物离心洗涤后干燥。

3.根据权利要求1所述的一种双原子催化剂的制备方法,其特征在于:步骤三中热解碳化的条件为,将步骤二所得产物在N2气氛下350‑450℃退火。

4.根据权利要求1所述的一种双原子催化剂的制备方法,其特征在于:步骤三中,蚀刻的条件为:将聚多巴胺层碳化所得产物与12M的盐酸溶液混合反应后取出固体产物,并将所得固体产物与1M的盐酸溶液在180℃下反应8‑10h,所得产物用乙醇洗涤后干燥。

5.根据权利要求1所述的一种双原子催化剂的制备方法,其特征在于:步骤四中化学气相沉积的过程为:将Ni(NO3)2溶液和NaOH溶液与步骤三所得氮碳材料均匀混合,搅拌反应,所得固体产物经蒸馏水过滤洗涤至中性,干燥;所得固体产物升温至500‑600℃进行煅烧。

6.根据权利要求1所述的一种双原子催化剂的制备方法,其特征在于:步骤五中,微波等离子气相沉积的过程为:将步骤四所得产物在微波等离子设备中升温至550‑750℃并通入载气;冷却后,碳酸钌蒸气随载气进入微波等离子设备,升温至400‑500℃反应;冷却后得到双原子催化剂;载气为H2,其气体流速为30‑50ml/min。

7.一种双原子催化剂,其特征在于:通过如权利要求1‑6中任意一项所述的制备方法制备得到;钌的负载量为1wt%~12wt%。

8.一种焦油催化重整方法,其特征在于:具体过程为:将被处理的焦油气化后通入装有如权利要求7所述的双原子催化剂的低温等离子体反应系统中;低温等离子体反应系统启动,设定电压为78kV 82kV,频率为2kHz 3kHz,气体预热温度为200℃ 400℃,载气气氛为~ ~ ~N2/H2O=(8000~15000):1,气体流量为6L/min~10L/min。

9.根据权利要求8所述的一种焦油催化重整方法,其特征在于:该焦油催化重整方法中使用的低温等离子体协同催化系统,包括配气系统(1)和低温等离子体反应系统;所述的配气系统(1)通过高纯空气作为载气,将液态焦油蒸发为气态输入至低温等离子体反应系统;

所述的低温等离子体反应系统中包括电源(2),以及一个或多个介质阻挡放电反应器(3);

电源(2)为各介质阻挡放电反应器(3)供电;介质阻挡放电反应器中设有放电反应腔;双原子催化剂置于放电反应腔中;放电反应腔的输入口与配气系统的输出口连通。

10.根据权利要求9所述的一种焦油催化重整方法,其特征在于:所述的介质阻挡放电反应器(3)包括石英外管、石英内管、电极棒和金属网;石英外管与石英内管同轴设置,且石英外管套置在石英内管的外侧;电极棒设置在石英内管内,作为高压电极;金属网包裹在石英外管的外侧,作为接地电极;石英外管的内侧面与石英内管的外侧面之间形成放电反应腔。