[发明专利]一种共掺杂负载纳米钯颗粒的Cr基MOF碳材料催化剂及其制备与在甲酸制氢中的应用

权利要求书

1.一种共掺杂负载纳米钯颗粒的Cr基MOF碳材料催化剂在催化甲酸制氢中的应用，其特征在于，将共掺杂负载纳米钯颗粒的Cr基MOF碳材料催化剂与甲酸-甲酸钠水溶液混合，于30～60℃下搅拌反应生成氢气；

所述共掺杂负载纳米钯颗粒的Cr基MOF碳材料催化剂的质量与甲酸-甲酸钠水溶液的体积比为30～90 mg：3～7 mL，所述甲酸-甲酸钠水溶液中，甲酸与甲酸钠的摩尔比为1：2～7；甲酸的浓度为1mol/L；

所述共掺杂负载纳米钯颗粒的Cr基MOF碳材料催化剂的制备方法包括以下步骤：

（1）将Cr(NO₃)₃•9H₂O溶于水中，加入到2-氨基对苯二甲酸中，搅拌条件下加入NaOH调节剂，直至溶液变为灰绿色，将混合液于130～150℃下水热反应10～13 h，结束反应，离心洗涤，干燥，得到绿色NH₂-MIL-101(Cr)；

（2）将NH₂-MIL-101(Cr) 在氮气或惰性气体氛围下，于750～850℃下焙烧120～180分钟，降至室温，加入到NaOH溶液中，于130～160℃下搅拌20～40 min，离心洗涤，干燥，得到Cr₂O₃-NPCB；

（3）将 Cr₂O₃-NPCB与Na₂PdCl₄水溶液混合并在室温下搅拌6～12h，然后加入NaBH₄水溶液，于-5～5℃还原反应2～3h，洗涤，干燥，得到共掺杂负载纳米钯颗粒的Cr基MOF碳材料催化剂；

步骤（2）所述NH₂-MIL-101(Cr) 的质量与NaOH溶液的体积比为1g：20～40ml；所述NaOH溶液的浓度为5～7mol/L；

步骤（3）所述 Cr₂O₃-NPCB与Na₂PdCl₄的质量比为30:1～20:1。

2.根据权利要求1所述一种共掺杂负载纳米钯颗粒的Cr基MOF碳材料催化剂在催化甲酸制氢中的应用，其特征在于，步骤（3）所述Na₂PdCl₄水溶液的浓度为0.0437 g/2～3mL；

步骤（3）所述NaBH₄水溶液中的NaBH₄与Na₂PdCl₄水溶液中的Pd的摩尔比为10～20：1；所述NaBH₄水溶液中NaBH₄的质量和水的体积比为0.0564 g/2～3mL。

3.根据权利要求1所述一种共掺杂负载纳米钯颗粒的Cr基MOF碳材料催化剂在催化甲酸制氢中的应用，其特征在于，步骤（1）所述Cr(NO₃)₃•9H₂O与2-氨基对苯二甲酸的摩尔比为1:1～1:1.5。

4.根据权利要求1所述一种共掺杂负载纳米钯颗粒的Cr基MOF碳材料催化剂在催化甲酸制氢中的应用，其特征在于，步骤（1）所述Cr(NO₃)₃•9H₂O与NaOH调节剂的摩尔比为1:1～1:1.3；所述Cr(NO₃)₃•9H₂O的质量与水的体积比3.2g：50～80mL。

5.根据权利要求1所述一种共掺杂负载纳米钯颗粒的Cr基MOF碳材料催化剂在催化甲酸制氢中的应用，其特征在于，将共掺杂负载纳米钯颗粒的Cr基MOF碳材料催化剂与甲酸-甲酸钠水溶液混合，于50～60℃下搅拌反应生成氢气；

所述共掺杂负载纳米钯颗粒的Cr基MOF碳材料催化剂的质量与甲酸-甲酸钠水溶液的体积比为30～50 mg：3～5mL，所述甲酸-甲酸钠水溶液中，甲酸与甲酸钠的摩尔比为1：3～5。