[发明专利]一种基于Cu-BTC合成的碳壳包覆合金催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种基于Cu-BTC合成的碳壳包覆合金催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将粉状Cu-BTC煅烧后生成Cu/C复合粉末，将Cu/C复合粉末氧化后生成Cu₂O/C复合粉末；

(2)将Cu₂O/C复合粉末溶于水中，形成Cu₂O/C水溶液，在Cu₂O/C水溶液中加入金属盐，然后加入聚丙烯酸钠调节溶液的pH值至8-9，形成反应体系；反应体系水热反应后得到反应产物溶液，通过硝酸将反应产物溶液的pH值调节至1.5-3，得到酸化后的反应产物溶液，将酸化后的反应产物溶液离心处理，将离心产物洗涤烘干后得到碳壳包覆合金催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种基于Cu-BTC合成的碳壳包覆合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，粉状Cu-BTC的煅烧温度为500-700℃，煅烧时间为1-3h。

3.根据权利要求1所述的一种基于Cu-BTC合成的碳壳包覆合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，Cu/C复合粉末氧化温度为70-90℃，氧化时间为7-9h。

4.根据权利要求1所述的一种基于Cu-BTC合成的碳壳包覆合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，Cu₂O/C水溶液中，Cu₂O/C的浓度为(0.1-0.6)mg/mL。

5.根据权利要求1所述的一种基于Cu-BTC合成的碳壳包覆合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，水热反应温度为110-130℃，水热反应时间为5-8h。

6.根据权利要求1所述的一种基于Cu-BTC合成的碳壳包覆合金催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，粉状Cu-BTC的制备过程为，将三水硝酸铜溶于甲醇中，形成溶液A；将聚乙烯吡咯烷酮和1,3,5 -苯三甲酸溶于甲醇中，形成溶液B；溶液A和溶液B各自超声分散后，将溶液A和溶液B混合并持续搅拌，形成过程Cu-BTC，将过程Cu-BTC离心处理后得到离心产物，将离心产物洗涤干燥后形成粉状Cu-BTC。

7.根据权利要求6所述的一种基于Cu-BTC合成的碳壳包覆合金催化剂的制备方法，其特征在于，溶液A中，三水硝酸铜和甲醇的混合比例为(2-10)g：(50-200)mL；溶液B中，聚乙烯吡咯烷酮和甲醇的混合比例为(0.5-2)g：(50-200)mL，1,3,5 -苯三甲酸和甲醇的混合比例为(1.5-5)g：(50-200)mL。

8.根据权利要求6所述的一种基于Cu-BTC合成的碳壳包覆合金催化剂的制备方法，其特征在于，溶液A和溶液B的混合体积比为1:1。

9.一种通过权利要求1-8任意一项制备方法制得的基于Cu-BTC合成的碳壳包覆合金催化剂，其特征在于，所述碳壳包覆合金催化剂的结构为碳空壳内包覆有金属M和Cu；所述金属M为除Cu以外的其他金属；所述碳壳为多面体结构。

10.根据权利要求9所述的一种基于Cu-BTC合成的碳壳包覆合金催化剂，其特征在于，所述金属M为一元金属或多元合金。