[发明专利]一种FePO4 在审
| 申请号： | 202110456844.7 | 申请日： | 2021-04-27 |
| 公开（公告）号： | CN113198498A | 公开（公告）日： | 2021-08-03 |
| 发明（设计）人： | 沈晓冬;朱昆萌;阮龙;崔升 | 申请（专利权）人： | 南京工业大学;宿迁市南京工业大学新材料研究院 |
| 主分类号： | B01J27/19 | 分类号： | B01J27/19;B01J35/10;C07C45/33;C07C47/048 |
| 代理公司： | 南京天华专利代理有限责任公司 32218 | 代理人： | 徐冬涛 |
| 地址： | 210009 江*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 fepo base sub | ||
本发明涉及一种FePO4‑MoOx‑石墨烯气凝胶催化剂材料的制备方法，基于石墨烯气凝胶高孔隙率、大比表面积、高电子迁移率、具有催化活性位点以及介孔材料FePO4纳米聚集体与晶体MoOx在催化领域具有较高的活性等优势，通过溶胶‑凝胶工艺及水热还原法，制备出具有优异催化性能的FePO4‑MoOx‑石墨烯气凝胶催化剂材料。其中，FePO4和MoOx为复合材料提供了催化活性和选择性，且负载于石墨烯气凝胶上促进了甲烷的转化。所制备的FePO4‑MoOx‑石墨烯气凝胶催化剂材料比表面积为122.4～368.3g/cm3，在200～650℃温度范围，70ml/min的CH4/O2/He＝32/4.3/63.7的混合流量下，甲烷转化率达3.26～4.85％，甲醛选择性达10.2～17.1％。
技术领域
本发明属于纳米多孔材料的制备工艺领域，涉及一种具有低密度、高比表面积、并具有催化活性的FePO4-MoOx-石墨烯气凝胶催化剂材料的制备方法。
背景技术
天然气在能源结构中扮演着重要的角色，从长远和可持续发展的角度看，天然气有望取代石油和煤成为主要的化工和能源原料。甲烷作为天然气的主要成分，其转化和应用是天然气化工领域的重要研究方向，而由于甲烷不易运输，其转化一直是研究的热点和重点。选择一种合适的催化剂材料是甲烷催化的关键所在。
大量研究证明，在催化剂表面存在过量的晶体MoOx可以改善甲醇选择性氧化反应的催化性能，引入介孔材料FePO4纳米聚集体对CH4选择性氧化性能有很大的作用。但粉体材料存在聚集问题，使得催化剂材料利用率低。石墨烯拥有较高的机械强度和极大的理论比表面积，表面的大量官能团和活性位点及良好的疏水性，三维石墨烯气凝胶继承了石墨烯和气凝胶的优异性能，表面又具有众多催化活性位点，因此在催化领域受到了广泛注意。
发明内容
本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供了一种FePO4-MoOx-石墨烯气凝胶催化剂材料的制备方法。
本发明的技术方案：基于石墨烯气凝胶高孔隙率、大比表面积、高电子迁移率、具有催化活性位点以及介孔材料FePO4纳米聚集体与晶体MoOx在催化领域具有较高的活性等优势，通过溶胶-凝胶工艺及水热还原法，制备出具有优异催化性能的FePO4-MoOx-石墨烯气凝胶催化剂材料。将FePO4与MoOx和石墨烯气凝胶复合，不仅具有可提高催化活性的活性组分，高比表面积还可使催化剂材料高效的发挥其作用。活性组分的负载改善了石墨烯片层间的团聚，而石墨烯气凝胶作为载体，为活性组分提供了更多的催化活性位点，并提高了活性氧化物纳米粒子的分散性，使活性组分更加充分接触反应物。
本发明的具体技术方案为：一种FePO4-MoOx-石墨烯气凝胶催化剂材料的制备方法，制得的FePO4-MoOx-石墨烯气凝胶催化剂材料比表面积为122.4～368.3g/cm3，在200～650℃温度范围，70ml/min的CH4/O2/He＝32/4.3/63.7(体积比)的混合流量下，甲烷转化率达3.26～4.85％，甲醛选择性达10.2～17.1％。其具体步骤如下：
(1)将铁盐和磷酸二氢铵在搅拌的过程中分散于去离子水中，搅拌均匀后得到混合溶液，将混合溶液加热搅拌直至得到粉末，将其放入烘箱中干燥，得到FePO4；
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