[发明专利]一种高稳定性钌基催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高稳定性钌基催化剂，其特征在于，该催化剂包括双层外壳以及外壳内部的空腔；所述双层外壳包括碳改性二氧化钛内壳层，以及包裹在碳改性二氧化钛内壳层外部的纯硅沸石外壳层；所述空腔内部分散有可自由移动的钌化合物纳米颗粒；

所述碳改性二氧化钛改性剂碳的前驱体选自葡萄糖、蔗糖中的一种或两种混合；所述空腔内径为10～1000nm，所述碳改性二氧化钛内壳层的厚度为10～100nm，所述纯硅沸石外壳层的厚度为10～100nm。

2.根据权利要求1所述的高稳定性钌基催化剂，其特征在于，所述碳改性二氧化钛内壳层碳含量为1～30wt％；和/或

所述钌化合物为钌氧化物；所述钌化合物纳米颗粒的粒度，中值D50分布为0.1～30nm；

所述钌化合物纳米颗粒在高稳定性钌基催化剂中含量为0.05～2wt％；和/或

所述空腔内径为15～500nm；

所述碳改性二氧化钛内壳层的厚度为15～80nm；

所述纯硅沸石外壳层的厚度为15～80nm。

3.根据权利要求2所述的高稳定性钌基催化剂，其特征在于，所述碳改性二氧化钛内壳层碳含量为1～10wt％。

4.根据权利要求1所述的高稳定性钌基催化剂，其特征在于，述碳改性二氧化钛孔体积为0.3～0.5cm³/g。

5.根据权利要求2所述的高稳定性钌基催化剂，其特征在于，所述钌化合物纳米颗粒的粒度，中值D50分布为0.3～20nm。

6.根据权利要求5所述的高稳定性钌基催化剂，其特征在于，所述钌化合物纳米颗粒的粒度，中值D50分布为0.5～10nm。

7.根据权利要求2所述的高稳定性钌基催化剂，其特征在于，所述钌化合物纳米颗粒在高稳定性钌基催化剂中含量为0.05～1.0wt％。

8.根据权利要求2所述的高稳定性钌基催化剂，其特征在于，所述空腔内径为20～300nm。

9.根据权利要求2所述的高稳定性钌基催化剂，其特征在于，所述碳改性二氧化钛内壳层的厚度为15～40nm。

10.根据权利要求2所述的高稳定性钌基催化剂，其特征在于，所述纯硅沸石外壳层的厚度为15～40nm。

11.一种权利要求1-10任一项所述高稳定性钌基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤包括：

(a)制备纯硅沸石A；

(b)在纯硅沸石A的表面负载钌化合物纳米颗粒，得到颗粒B；

(c)在步骤(b)制得的颗粒B外表面包封二氧化钛，然后在碳源溶液中浸渍改性，得到颗粒C；

(d)用碱液刻蚀步骤(c)制得的颗粒C，使颗粒C内部的纯硅沸石A溶解析出，并同时进行晶化，在颗粒C外表面原位生长形成纯硅沸石外壳层，得到高稳定性钌基催化剂。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)中的纯硅沸石A制备方法步骤包括：硅源、模板剂、水在晶化釜中进行晶化，晶化完成后降温，分离，并洗至中性，干燥、焙烧除去模板剂即得纯硅沸石A。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述硅源、模板剂、水摩尔比为1：0.05～0.5：10～100混合，其中硅源以硅元素计；所述的硅源选自正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、硅溶胶、白炭黑中的一种或几种混合；所述模板剂为选自四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵中的一种或两种混合。

14.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述晶化过程，晶化温度为150～170℃，晶化时间为36～72h。