一种钼基球形催化剂及其制备方法和应用

本发明属于新能源材料，具体涉及一种钼基球形催化剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、氢能因具有低碳、安全、高效和清洁等优点将在未来绿色能源取代化石燃料的发展中扮演重要的角色，在众多的制氢手段中，通过可再生能源(水能、风能、太阳能等)发电驱动电解水析氢(her)被认为是最经济、最有效的一种产氢途径。通过her的方式产氢，通常需要用到贵金属铂基催化剂降低产氢过电位，但是贵金属储量少、价格昂贵的特点，限制了其在her领域的大规模应用。因此，开发廉价、高效的非贵金属her催化剂具有重要的科学和实用价值，过渡金属化合物一直被认为是在her工艺中取代商业铂(pt)催化剂的最有前途的候选者，因为金属化合物的间隙碳原子可以有效地提供在费米能级上具有与pt相似的d带电子结构的金属，从而削弱了与her过程的最快反应速率相关的与pt-h键的强度相当的金属-h强度。在碱性介质中催化her的各种过渡金属化合物中，由于mo位点和氢中间体在理论上的最佳结合能，在钼基底材料方面取得了重大进展。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的主要目的在于提供一种钼基球形催化剂及其制备方法和应用；

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种钼基球形催化剂的制备方法，包括如下步骤：

4、1)将金属源前驱体溶于溶剂中，再与高分子化合物搅拌混合，进行水热反应，制得前端产物moox；

5、2)对所述前端产物进行有机物包覆处理，制得中间产物da-moox；

6、3)对所述中间产物进行退火处理，得钼基球形催化剂。

7、在某些具体的实施方式中，所述水热反应的条件为：以5-10℃/min的升温速率升至140-180℃维持反应12-24h。

8、在某些具体的实施方式中，其中所述溶剂为乙醇、去离子水中的任意一种或者其混合物；所金属源前驱体与高分子化合物的质量比为(30-50):(1-2)，所述前端产物moox与有机物的质量比为10:(6-9)。

9、在某些具体的实施方式中，还包括对水热反应和包裹处理后的产物进行洗涤、分离和干燥处理。

10、在某些具体的实施方式中，所述金属源前驱体包括五氯化钼、氯化钼、钼酸铵、钼酸钠中的一种或者多种。

11、在某些具体的实施方式中，所述高分子化合物为聚乙烯吡咯烷酮。

12、在某些具体的实施方式中，所述有机物包括三羟甲基氨基甲烷、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、盐酸多巴胺的一种或多种；

13、在某些具体的实施方式中，所述退火处理的条件为：在还原性气氛或惰性气氛中，采用2～10℃/min的升温速率升至550～850℃维持反应1-4h。

14、进一步，所述还原气氛为惰性气氛与h2的混合气氛，且所述惰性气氛与h2的流量比为200:10～200:40。

15、第二方面，一种前述制备方法制得的钼基球形催化剂。

16、第三方面，一种前述钼基球形催化剂在催化领域中的应用。

17、与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

18、本发明所提供的制备方法，通过将金属源前驱体与高分子化合物反应，再与有机物包裹，热处理制得的钼基球形催化剂，其尺寸小于2μm；该制备方法具有普适性，且制备方法简单，成本低廉，有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种钼基球形催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的钼基球形催化剂的制备方法，其特征在于，所述水热反应的条件为：以5-10℃/min的升温速率升至140-180℃维持反应12-24h。

3.根据权利要求1所述的钼基球形催化剂的制备方法，其特征在于，所述溶剂为乙醇、去离子水中的任意一种或者其混合物；所金属源前驱体与高分子化合物的质量比为(30-50):(1-2)，所述前端产物moox与有机物的质量比为10:(6-9)。

4.根据权利要求1所述的钼基球形催化剂的制备方法，其特征在于，还包括对水热反应和包裹处理后的产物进行洗涤、分离和干燥处理。

5.根据权利要求4所述的钼基球形催化剂的制备方法，其特征在于，所述金属源前驱体包括五氯化钼、氯化钼、钼酸铵、钼酸钠中的一种或者多种。

6.根据权利要求1所述的钼基球形催化剂的制备方法，其特征在于，所述高分子化合物为聚乙烯吡咯烷酮。

7.根据权利要求4所述的钼基球形催化剂的制备方法，其特征在于，所述有机物包括三羟甲基氨基甲烷、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、盐酸多巴胺的一种或多种。

8.根据权利要求4所述的钼基球形催化剂的制备方法，其特征在于，所述退火处理的条件为：在还原性气氛或惰性气氛中，采用2～10℃/min的升温速率升至550～850℃维持反应1-4h。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法制得的钼基球形催化剂。

10.根据权利要求9所述的钼基球形催化剂在催化领域中的应用。

技术总结本发明公开了一种钼基球形催化剂的制备方法，包括如下步骤：1)将金属源前驱体溶于溶剂中，再与高分子化合物搅拌混合，进行水热反应，制得前端产物MoO<subgt;x</subgt;；2)对所述前端产物MoO<subgt;x</subgt;进行有机物包覆处理，制得中间产物DA‑MoO<subgt;x</subgt;；3)对所述中间产物进行退火处理，得钼基球形催化剂。本发明还公开了钼基球形催化剂和应用；本发明所提供的制备方法，通过将金属源前驱体与高分子化合物反应，再与有机物包裹，热处理制得的钼基球形催化剂，其尺寸小于2μm；该制备方法具有普适性，且制备方法简单，成本低廉，有广泛的应用前景。技术研发人员：陈志刚,杨明豪受保护的技术使用者：重庆理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/2