[发明专利]一种MOF衍生中空钴氧化物负载氧化锰催化剂的制备方法及其产品和应用

权利要求书

1.一种MOF衍生中空钴氧化物负载氧化锰催化剂的制备方法，其特征在于，通过向ZIF-67中采用沉积沉淀方式引入少量的锰，进一步通过同时高温还原和焙烧后得到，包括以下步骤：

（1）按硝酸钴和2-甲基咪唑的摩尔比为1：5~1：4分别称取六水硝酸钴Co(NO₃)₂﹒6H₂O和2-甲基咪唑溶于甲醇中，至硝酸钴的摩尔浓度为0.03~0.04 mol/L；室温搅拌12-24 h后，离心收集沉淀，甲醇洗涤后，将沉淀物置于鼓风干燥箱中60℃干燥，得到ZiF-67；

（2）按照钴与锰摩尔比为10：1称取50%硝酸锰溶液溶于去离子水中，配置成0.01～0.02mol/L的硝酸锰溶液；

（3）配置与硝酸锰化学计量的浓度为0.01~0.02 mol/L的氢氧化钠溶液；

（4）将（1）中所得ZIF-67分散于（2）所得硝酸锰溶液中，得混合溶液；

（5）搅拌下将（3）所得溶液逐滴加入（4）所得混合溶液中，继续搅拌2-4 h，得到悬浮液；

（6）将（5）中所得悬浮液抽滤、去离子水和甲醇交替洗涤，置于鼓风干燥箱中60℃干燥12-24 h，得到样品；

（7）将（6）所得样品置于管式炉中，通入氢氩混合气5%H₂/Ar中，800℃焙烧2 h，降至室温后，切换成空气，升温至500℃继续焙烧 2 h，得到MOF衍生钴氧化物负载氧化锰催化剂。

2.根据权利要求1所述的MOF衍生中空钴氧化物负载氧化锰催化剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤制备：

（1）按硝酸钴和2-甲基咪唑的摩尔比为1：5~1：4分别称取3.60 g六水硝酸钴Co(NO₃)₂﹒6H₂O和3.60 g 2-甲基咪唑溶于360 mL甲醇中；室温搅拌12h后，离心收集沉淀，并用甲醇洗涤数次后，将沉淀物置于鼓风干燥箱中60℃干燥，得到ZiF-67；

（2）称取0.44 g 50%硝酸锰溶液溶于124 mL去离子水中，配置成0.01mol/L的硝酸锰溶液；

（3）称取0.10 g NaOH溶于247 mL去离子水中，配置成浓度为0.01 mol/L的氢氧化钠溶液；

（4）将（1）中所得ZIF-67分散于（2）所得硝酸锰溶液中，得混合溶液；

（5）搅拌下将（3）所得氢氧化钠溶液逐滴加入（4）所得混合溶液中，继续搅拌2h，得到悬浮液；

（6）将（5）中所得悬浮液抽滤、去离子水和甲醇交替洗涤，置于鼓风干燥箱中60℃干燥12 h，得到样品；

（7）将（6）所得样品置于管式炉中，通入氢氩混合气5%H₂/Ar中，800℃焙烧2 h，降至室温后，切换成空气，升温至500℃继续焙烧 2 h，得到MOF衍生钴氧化物负载氧化锰催化剂。

3.根据权利要求1所述的MOF衍生中空钴氧化物负载氧化锰催化剂的制备方法，其特征在于，按以下步骤制备：

（1）称取3.60 g六水硝酸钴（Co(NO₃)₂﹒6H₂O）和4.06 g 2-甲基咪唑溶于309 mL甲醇中，室温搅拌12后，通过离心收集沉淀，并用甲醇洗涤数次，将沉淀物置于鼓风干燥箱中干燥。控制温度为60 ℃，得到ZiF-67。

（2）称取0.44 g 50%硝酸锰溶液溶于62 mL去离子水中，配置成0.02 mol/L的硝酸锰溶液；

（3）称取0.1 g NaOH溶于124 mL去离子水中，配置成0.02 mol/L的氢氧化钠溶液；

（4）将（1）中所得ZIF-67分散于（2）所得硝酸锰溶液中；

（5）搅拌下将（3）所得溶液逐滴加入（4）所得溶液中，继续搅拌4 h；

（6）将（5）中所得悬浮液抽滤、去离子水和甲醇交替洗涤，置于鼓风干燥箱中干燥，烘箱温度为60 ℃，时间24 h；

（7）将（6）所得样品置于管式炉中，通入氢氩混合气（5%H₂/Ar）焙烧2 h，被烧温度为800℃，降至室温后，切换成空气，升温至500 ℃继续焙烧 2 h。得到MOF衍生钴氧化物负载氧化锰催化剂。