【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種結晶/非晶態鈷錳氧催化劑的合成方法，還涉及上述方法制得的結晶/非晶態鈷錳氧催化劑在光催化co2還原制co中的應用。
技術介紹
1、太陽能驅動co2催化轉化制備高附加值含碳產物是實現太陽能利用和co2資源化的有效途徑。合成氣是費托合成等現代化工的重要原料，其中co作為合成氣的主要成分，既是一種常見燃料，也是后續高附加值化工產物合成的重要原料。因此，利用光催化反應實現co2到co的定向轉化具有重要意義。
2、co2的熱力學穩定性高，將其活化形成·co2-自由基中間體需要突破很高的熱力學能壘。從動力學角度出發，co2光還原涉及到復雜的電子轉移過程，且還原產物種類較多，定向還原到co的選擇性控制困難。合成具有高電荷轉移效率、及適合co2吸附和co2-co中間體形成的光催化劑是解決上述問題的關鍵技術。雙金屬氧化物材料因其光譜響應范圍寬、化學穩定性強、結構可調性優等特點，是光催化co2還原的熱門材料之一，其co2還原也更易生成co產物。然而，雙金屬氧化物仍面臨相關技術難題，主要是其有限的電荷分離效率，材料本征導電性與co2吸附活化能力之間存在優化過程的矛盾以及在長期光照和反應過程中容易失活導致耐久性和循環穩定性較差。因此目前雙金屬氧化物在作為光催化co2還原成co的催化劑應用時，還存在催化劑活性較低，難以顯著提升co生成速率的問題。
技術實現思路
1、專利技術目的：本專利技術目的旨在提供一種結晶/非晶態鈷錳氧催化劑的合成方法，該方法能夠合成結晶/非晶混合相的鈷錳氧
2、技術方案：本專利技術所述的結晶/非晶態鈷錳氧催化劑的合成方法，具體為：以乙酰丙酮鈷和乙酰丙酮錳為金屬前驅體，堿金屬鹽為反應助劑，將其混合均勻后，置于高溫下煅燒，煅燒后，將所得產物洗滌、干燥，得到結晶/非晶態comnox；其中，煅燒溫度介于金屬前驅體和堿金屬鹽的熔點之間。
3、當煅燒溫度介于金屬前驅體和堿金屬鹽的熔點之間時，乙酰丙酮鹽會分解產生氧化物，并沿著未熔融的無機鹽表面形成二維納米片結構，同時這種情況下，堿金屬又能有效的降低原子分散速率、抑制向結晶狀態的原子堆積，誘導非晶化。
4、其中，所述乙酰丙酮鈷和乙酰丙酮錳的加入質量比為3：1；金屬前驅體與堿金屬鹽的加入質量關系即堿金屬鹽要過量。
5、其中，所述堿金屬鹽為硝酸鹽；優選為硝酸鈉。
6、其中，煅燒溫度為380～400℃。
7、其中，煅燒氛圍為空氣，升溫速率為5～5.5℃/min，保持加熱時間為1～1.5h。
8、其中，所述洗滌為采用去離子水洗滌3～5次；所述干燥的溫度為60～70℃，時間為10～12h。
9、上述合成方法制得的結晶/非晶態鈷錳氧催化劑在光催化co2還原制co中的應用。
10、其中，具體應用過程為：反應溶液為乙腈/三乙醇胺/水溶液(乙腈、三乙醇胺和水的混合體積比為2：1：2)，反應溶液中，催化劑的濃度為2mg/ml；反應光源為300w氙燈；反應前反應體系處于真空狀態，光照時反應器溫度通過循環冷卻水控制在15℃；光照開始前鼓入高純度co2作為反應原料。
11、本專利技術制得的催化劑兼顧結晶相和非晶相的優勢，能夠實現高效光催化co2還原制co。一方面，結晶相較高的導電性和熱力學穩定性可以有效在光照條件下實現電子-空穴的有效分離和轉移；另一方面，非晶相豐富的表面懸掛鍵、不飽和配位原子等為co2的吸附和活化提供高效的活性位點。
12、有益效果：相比于現有技術，本專利技術具有如下顯著的優點：本專利技術合成方法制得的結晶/非晶態鈷錳氧催化劑在光催化co2還原制co中應用時，具有良好的光催化活性和催化穩定性，能夠有效提升單位時間的產co速率，從而大幅提升co2-co的光催化轉化效率。
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1.一種結晶/非晶態鈷錳氧催化劑的合成方法，其特征在于，具體為：以乙酰丙酮鈷和乙酰丙酮錳為金屬前驅體，堿金屬鹽為反應助劑，將其混合均勻后，置于高溫下煅燒，煅燒后，將所得產物洗滌、干燥，得到結晶/非晶態CoMnOx；其中，煅燒溫度介于金屬前驅體和堿金屬鹽的熔點之間。
2.根據權利要求1所述的結晶/非晶態鈷錳氧催化劑的合成方法，其特征在于：所述乙酰丙酮鈷和乙酰丙酮錳的加入質量比為3：1。
3.根據權利要求1所述的結晶/非晶態鈷錳氧催化劑的合成方法，其特征在于：所述堿金屬鹽為硝酸鹽。
4.根據權利要求3所述的結晶/非晶態鈷錳氧催化劑的合成方法，其特征在于：煅燒溫度為380～400℃。
5.根據權利要求4所述的結晶/非晶態鈷錳氧催化劑的合成方法，其特征在于：煅燒氛圍為空氣，升溫速率為5～5.5℃/min，保持加熱時間為1～1.5h。
6.根據權利要求1所述的結晶/非晶態鈷錳氧催化劑的合成方法，其特征在于：所述洗滌為采用去離子水洗滌3～5次；所述干燥的溫度為60～70℃，時間為10～12h。
7.權利要求1所述的合成方
8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，具體應用過程為：反應溶液為乙腈/三乙醇胺/水溶液，反應溶液中，催化劑的濃度為2mg/mL；反應光源為300W氙燈；光照開始前鼓入高純度CO2作為反應原料。
9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于：乙腈、三乙醇胺和水的混合體積比為2：1：2。
10.根據權利要求8所述的應用，其特征在于：反應前反應體系處于真空狀態，光照時反應體系的溫度為15℃。
...【技術特征摘要】
1.一種結晶/非晶態鈷錳氧催化劑的合成方法，其特征在于，具體為：以乙酰丙酮鈷和乙酰丙酮錳為金屬前驅體，堿金屬鹽為反應助劑，將其混合均勻后，置于高溫下煅燒，煅燒后，將所得產物洗滌、干燥，得到結晶/非晶態comnox；其中，煅燒溫度介于金屬前驅體和堿金屬鹽的熔點之間。
2.根據權利要求1所述的結晶/非晶態鈷錳氧催化劑的合成方法，其特征在于：所述乙酰丙酮鈷和乙酰丙酮錳的加入質量比為3：1。
3.根據權利要求1所述的結晶/非晶態鈷錳氧催化劑的合成方法，其特征在于：所述堿金屬鹽為硝酸鹽。
4.根據權利要求3所述的結晶/非晶態鈷錳氧催化劑的合成方法，其特征在于：煅燒溫度為380～400℃。
5.根據權利要求4所述的結晶/非晶態鈷錳氧催化劑的合成方法，其特征在于：煅燒氛圍為空氣，升溫速率為5～5.5℃...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宜堅堅，張國詳，王蘊哲，朱興旺，王小治，
申請(專利權)人：揚州大學，
類型：發明
國別省市：
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