[发明专利]一种碳负载核壳结构纳米金属催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳负载核壳结构纳米金属催化剂的制备方法，具体步骤如下

A．用去离子水配制(CH₃COO)₂M²⁺、(CH₃COO)₂Zn和Al(NO₃)₃的盐混合盐溶液，其中(CH₃COO)₂M²⁺、(CH₃COO)₂Zn和Al(NO₃)₃摩尔浓度比为0.5～4:0.5～4:1，且其中的CH₃COO)₂M²⁺摩尔浓度为0.01～0.1 mol/L；M²⁺代表Co²⁺或Ni²⁺中的一种；用去离子水配制与混合盐溶液等体积的NaOH和CH₃COONa混合碱性溶液，其中NaOH摩尔浓度与金属离子摩尔浓度总和之比为1:0.5～2.5，CH₃COONa摩尔浓度与Al(NO₃)₃摩尔浓度之比为1:0.5～2.5；

B. 将上述混合盐溶液与混合碱溶液同时倒入高速旋转的全返混液膜反应器中，以3000～6000转/分钟的速度剧烈搅拌2～15分钟后；然后将悬浊液与去离子水以体积比1:1一起加入到聚四氟乙烯晶化反应器中，在120～180 ℃下晶化2～10小时，出料、离心过滤并洗涤多次使得洗出液显中性，得到M^IIZnAl-层状双金属氢氧化成物； 

C.将得到的M^IIZnAl-层状双金属氢氧化物和β-环糊精分散于100 ml去离子水中,并使其中β-环糊精的摩尔浓度与金属离子摩尔浓度总和之比为0.1～0.2,于80 ℃搅拌至水全部蒸发，得到M^IIZnAl-层状双金属氢氧化成物/β-环糊精复合物；

D.将复合物置于管式气氛炉中，在流量为60～100 mL/min的N₂气氛下以2～10 ℃/min的速率升温至200～300 ℃，保温0.25～1小时，然后以 2～10 ℃/min的速率升温至500～700 ℃保温1～5小时后，自然冷却至室温，得到碳负载的核壳结构纳米金属催化剂。

2.一种根据权利要求1所述的方法制备的碳负载核壳结构纳米金属催化剂，该催化剂的核是由纳米金属Ni或Co构成，壳是由ZnO和少量无定形Al₂O₃组成，无定形碳C为催化剂载体；其中无定形碳的质量百分含量为20～60 %，金属Ni或Co的质量百分含量为10～50 %, ZnO的质量百分含量为10～50 %；该核壳结构纳米粒子的粒径分布为15～40 nm，催化剂比表面积为150～350 m²/g。

3.一种权利要求2所述的碳负载核壳结构纳米金属催化剂的应用，将其用于香茅醛选择性催化加氢反应，其反应转化率为100%，对香茅醇的选择性为95.6～100 %。