[发明专利]一种储热/催化一体化材料的制备方法

权利要求书

1.一种用于催化CO₂转化的储热/催化一体化材料的制备方法，其特征在于首先合成Zn基MOFs材料Zn-MOFs，并在其表面包覆含有其他金属组分M的MOFs材料M-MOFs，其中M= Co，Cu，Ni，Cr，Ru，Au，得到Zn-MOFs@ M-MOFs复合材料；在惰性气氛下煅烧Zn-MOFs@M-MOFs制备得到负载不同金属组分且金属粒径可控的多级结构碳负载金属颗粒催化材料；进一步对多级结构碳负载金属颗粒催化材料通过浸渍法引入相变芯材，得到所述用于催化CO₂转化的储热/催化一体化材料；

所述用于催化CO₂转化的储热/催化一体化材料的制备方法，具体制备步骤为：

（1）首先配制0.05~5 mol/L Zn(NO₃)₂·6H₂O的甲醇溶液A和0.5~3 mol/L 2- 甲基咪唑的甲醇溶液B，然后将溶液B倒入溶液A，室温反应12~36 h；过滤洗涤，然后在40~100℃下干燥8~24 h后得到Zn-MOFs；

（2）将步骤（1）所制备的100 mg Zn-MOFs分散在20~50 mL甲醇中，然后在搅拌下将0.1~5 mmol 可溶性金属盐和1~10 mmol有机配体加入Zn-MOFs悬浮液中；搅拌12~36 h后，将沉淀物进行过滤洗涤，重复上述搅拌、过滤洗涤步骤2~10次；然后，在40~100℃下干燥8~24 h后得到Zn-MOFs@M-MOFs；

（3）在管式炉中，在氮气或氢氩气氛下以一定的升温速率，将步骤（2）所得的Zn-MOFs@M-MOFs产物在一定温度下退火，即得到多级结构碳负载金属颗粒催化材料；

（4）将步骤（3）中所得的多级结构碳负载金属颗粒催化材料加入含有相变材料的乙醇溶液中，乙醇干燥蒸发后即得到复合相变材料。

2.如权利要求1所述用于催化CO₂转化的储热/催化一体化材料的制备方法，其特征在于步骤（1）所述溶液A和溶液B的体积比为0.1~5，得到的Zn-MOFs平均尺寸为150~900 nm。

3.如权利要求1所述用于催化CO₂转化的储热/催化一体化材料的制备方法，其特征在于步骤（2）所述的可溶性金属盐包括：硝酸钴、硝酸铜、硝酸镍、氯化钌、硝酸铬，硫酸铜、醋酸铜；通过调控可溶性金属盐的加入量及M-MOFs的包覆次数，可以制备出具有不同M-MOFs厚度的ZIF-67@M-MOFs核壳颗粒。

4.如权利要求1所述用于催化CO₂转化的储热/催化一体化材料的制备方法，其特征在于步骤（2）所述的有机配体包括：2-甲基咪唑、对苯二甲酸、均苯三甲酸。

5.如权利要求1所述用于催化CO₂转化的储热/催化一体化材料的制备方法，其特征在于步骤（3）所述的升温速率为1~5℃/min，所述一定温度为600~1000℃，退火时间2~6 h。

6.如权利要求1所述用于催化CO₂转化的储热/催化一体化材料的制备方法，其特征在于步骤（4）所述的相变材料包括：聚乙二醇、脂肪酸、脂肪醇、烷烃、硝酸盐低、中、高温相变材料。