(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210632461.5 (22)申请日 2022.09.13 (71)申请人 盐城工学院 地址 224051 江苏省盐城市亭湖区希望大 道中路1号 (72)发明人 侯全会　刘基冈　邵俊　 (51)Int.Cl. B01J 23/755(2006.01) B01J 21/18(2006.01) C07D 307/46(2006.01) B82Y 30/00(2011.01) B82Y 40/00(2011.01) (54)发明名称 一种低成本自还原法合成的碳载双金属催 化剂及其应用 (57)摘要 本发明是一种低成本固相自还原法合成的 碳载双金属纳米催化剂及其应用， 合成方法为将 树叶、 秸秆、 甘蔗渣、 水果皮等生物质炭BC (Biomass Charcoal)材料洗净、 烘 干并粉碎成粉 末； 将硝酸盐和生物质粉末完全 溶解在去离子水 中， 并在真空干燥箱中烘干； 将干燥后的样品放 入管式炉中， 在氮气氛围下进行煅烧， 利用碳自 身的还原性， 原位生成双金属碳载纳米催化剂 MN/BC(M、 N代表 两种不同的金属)。 双金属催化剂 可以应用于各种脱氢、 加氢的反应中， 提高加氢 和脱氢的速率， 比如储氢材料的吸脱氢反应、 糠 醛和乙酰丙酸的加氢反应等。 该制备方法简单、 环保、 成本低廉， 有助于提高各种加氢脱氢反应 的进行。 本发明所用原料来源丰富， 制备方法成 熟， 操作过程可控， 是一种对加氢脱氢反应性能 优良的催化剂。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115318294 A 2022.11.11 CN 115318294 A 1.一种低成本碳载双金属纳米催化剂的合成方法， 其特征在于： 所述制备方法包括如 下步骤： 步骤1： 将生物质炭(BC)材料清洗干净， 在80℃的真空干燥箱中烘干， 并用粉碎机打成 粉末。 步骤2： 将两种不同的硝酸盐与步骤1中的粉末依次加入去离子水中， 在磁力搅拌机上 搅拌12h。 步骤3： 将得到的糊状的混合物放入真空干燥箱中80℃干燥24h 。 步骤4： 将干燥后的样品放入管式炉中， 在氮气氛围下进行煅烧。 待冷却后制备成功MN/ BC(M、 N代 表两种不同的金属)纳米催化剂。 2.根据权利要求1所述的一种低成本碳载双金属纳米催化剂的合成方法， 其特征在于： 所述步骤1中生物质碳材 料包括秸秆、 甘蔗渣、 水果皮、 稻壳、 废旧棉布等。 3.根据权利要求1所述的一种低成本碳载双金属纳米催化剂的合成方法， 其特征在于： 所述步骤2中硝酸盐是硝酸镍、 硝酸铁、 硝酸钴、 硝酸铜中的任意两种。 4.根据权利要求1所述的一种低成本碳载双金属纳米催化剂的合成方法， 其特征在于： 所述步骤2中两种硝酸盐的摩尔比为 1:3‑3:1， 硝酸盐总质量和生物质粉末的质量比为 1:2‑ 4:1。 5.根据权利要求1所述的一种低成本碳载双金属纳米催化剂的合成方法， 其特征在于： 所述步骤2中固体物质和去离 子水的质量比为1:10 ‑1:15。 6.根据权利要求1所述的一种低成本碳载双金属纳米催化剂的合成方法， 其特征在于： 所述步骤4中管式炉从室温以4℃/mi n的升温速率升温到40 0℃‑750℃。 7.根据权利要求1所述的一种低成本碳载双金属纳米催化剂的合成方法， 其特征在于： 所述步骤4中的MN/BC纳米催化剂粒径约4 ‑40nm。 8.一种如权利要求1所述MN/BC双金属碳载纳米催化剂 可以应用于MgH2、 LiBH4、 Mg2Ni储 氢材料的加氢脱氢反应、 糠醛和乙酰丙酸的加氢反应等。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115318294 A 2一种低成 本自还原法 合成的碳载双金属催化剂及其应用 技术领域 [0001]本发明属于催化材料领域， 具体说涉及一种用于储氢材料的加氢脱氢反应、 糠醛 和乙酰丙酸的加氢反应的低成本碳载双金属纳米催化剂的制备方法以及对加氢脱氢性能 的改善。 背景技术 [0002]对于很多的化学反应过程， 添加催化剂是提高反应效率最简单高效的策略。 负载 型催化剂是一类将活性相负载到载体上的催化剂， 合适的载体一般具备一定的比表面积和 合适的孔道结构以提高活性相金属的分散度， 另一方面， 载体要有足够的机械强度以保护 催化剂在反应时不会被破坏 。 碳材料作为金属催 化剂载体是非常常见的选择， 例如活性碳， 石墨烯， 碳纳米管等。 但是无论是商业化的碳材料还是实验室合成的碳材料都具有非常昂 贵的价格。 这无疑也会增加 化学反应的成本。 生物质炭材料是由富含碳的生物质在无氧或 缺氧条件下经热化学转化生成的一种具有富含碳素的多孔固体颗粒物质， 比如常见的秸 秆、 树叶， 柚子 皮、 甘蔗渣、 废旧棉布等。 这些物质都是废弃物的回收再利用， 成本非常低。 众 所周知， 双金属催化剂由于不同金属间的协同作用而具有更加优良的催化效果。 专利   CN201610538989.0以及CN2 02011462072.X提到了FeNi以及NiCu双金属催化剂的合成， 但是 其合成方法较为复杂， 这 也进一步的增加了碳载催化剂的合成 成本和难度。 发明内容 [0003]为了解决上述问题， 本发明提供了一种低成本的固相自还原 法合成的碳载双金属 纳米催化剂， 并应用于储氢材料的吸脱 氢反应、 糠醛和乙酰丙酸的加氢反应等。 该方法制备 的催化剂价格低廉， 操作可控， 对加氢脱氢速率 起到很好的改善作用。 [0004]为了达到上述目的， 本发明是通过以下技 术方案实现的： [0005]一种低成本碳载双金属纳米催化剂的合成方法， 包括如下步骤： [0006](1)将生物质炭(B C)材料清洗干净， 在80℃的真空干燥箱中烘干， 并用粉碎机打成 粉末。 生物质碳材 料包括秸秆、 甘蔗渣、 水果皮、 稻壳、 废旧棉布等。 [0007](2)将两种不同的硝酸盐与步骤1中的粉末依次加入去离子水中， 在磁力搅拌机上 搅拌12h。 硝酸盐是硝酸镍、 硝酸铁、 硝酸钴、 硝酸铜中的任意两种。 [0008]其中两种硝酸盐的摩尔比为1:3 ‑3:1， 硝酸盐总质量和生物质粉末的质量比为1: 2‑4:1。 固体物质和去离 子水的质量比为1:10 ‑1:15。 [0009](3)将得到的糊状的混合物放入真空干燥箱中80℃干燥24h 。 [0010](4)将干燥后的样品放入管式炉中， 在氮气氛围下进行煅烧。 管式炉从室温以4℃/ min的升温速率升温到400℃ ‑750℃。 待冷却后制备成功MN/BC(M、 N  代表两种不同的金属) 纳米催化剂。 MN/BC纳米催化剂粒径约4 ‑40nm。 [0011]将本发明的MN/BC双金属碳载纳米催化剂应用于MgH2、 LiBH4、 Mg2Ni储氢材料的加 氢脱氢反应、 糠醛和乙酰丙酸的加氢反应等。 可以大幅 改善脱氢加氢速率， 加快反应进程。说　明　书 1/3 页 3 CN 115318294 A 3