[发明专利]一种限域式结构的纳米级金属氟化物催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种限域式结构的纳米级金属氟化物催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）在矿化剂存在作用下，金属盐和有机配体在溶剂中进行晶化反应，制得MOF材料，所述金属盐为Cr盐、Mg盐、Al盐中的至少一种；

2）将步骤1）所得MOF材料置于惰性气氛下，在300~450℃下恒温煅烧处理3-5h， MOF材料中的有机物逐渐分解碳化，然后自然降温至室温，得到碳掺杂金属复合材料；

3）将步骤2）所得碳掺杂金属复合材料置于氧化性气氛下，在300～500℃下恒温煅烧1~10h进行除碳处理，碳掺杂金属复合材料中多余的部分碳被除掉，使部分金属组分暴露出来，然后自然降温至室温，得到限域式结构的纳米级碳掺杂金属复合材料；

4）将步骤3）所得纳米级碳掺杂金属复合材料置于氟化气氛下，在200～300℃下恒温煅烧2~5h进行气相氟化处理，然后自然降温至室温，即得到所述限域式结构的纳米级金属氟化物催化剂；

步骤2）中，惰性气氛的气体为氮气、氩气或氦气；

步骤3）中，氧化性气氛的气体为氧气、空气、二氧化碳或氮氧混合气。

2.根据权利要求1所述的一种限域式结构的纳米级金属氟化物催化剂的制备方法，其特征在于步骤1）中，制得的MOF材料为MIL-101、MIL-32、MIL-34、MIL-53、MIL-74中的至少一种；所述晶化反应的温度为180~220℃，晶化反应的时间为3～240h。

3.根据权利要求1所述的一种限域式结构的纳米级金属氟化物催化剂的制备方法，其特征在于步骤1）中，所述金属盐为九水硝酸铬、九水硝酸铝、六水硝酸镁或异丙醇铝；所述有机配体为对苯二甲酸、苯三羧酸三乙酯、2,5-二羟基对苯二甲酸、三(2-氨乙基)胺或环丁胺；所述溶剂为去离子水、DMF、乙醇中的一种或两种以上混合物；所述矿化剂为氢氟酸、硝酸、氢氧化钠或磷酸。

4.根据权利要求1所述的一种限域式结构的纳米级金属氟化物催化剂的制备方法，其特征在于步骤3）中，氧化性气氛的气体为氮氧混合气；所述氮氧混合气中，氮气和氧气的体积比为1:99。

5.根据权利要求1所述的一种限域式结构的纳米级金属氟化物催化剂的制备方法，其特征在于步骤4）中，氟化气氛的气体为三氟甲烷、二氟一氯甲烷或HF和N₂混合气；所述HF和N₂混合气中，HF和N₂的体积比为1 : 4。

6.如权利要求1~5任一所述的方法制备的限域式结构的纳米级金属氟化物催化剂。

7.根据权利要求6所述的限域式结构的纳米级金属氟化物催化剂在含氟烷烃裂解脱HF制备含氟烯烃反应中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于含氟烷烃裂解脱HF制备含氟烯烃反应的温度为200~500℃，反应压力为常压。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于所述含氟烷烃为1,1-二氟乙烷、1,1,1-三氟乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷、1,1,1,3,3-五氟丙烷中的至少一种；所述含氟烯烃为氟乙烯、偏氟乙烯、三氟乙烯、1,1,1,3-四氟丙烯中的至少一种。