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2024-04-23 15:06:33

一种有序介孔碳化钼的制备方法与流程

本发明涉及一种有序介孔碳化钼的制备方法,属于有序介孔材料制备领域。



背景技术:

碳化钼作为过渡金属碳化物中的一种,因其同时具有共价化合物的硬度和脆度,离子晶体的高熔点和过渡金属的电磁性质,使碳化钼被用来耐磨耐热抗腐蚀材料的加工制备。碳化钼在做催化剂时表现出类似于贵金属铂的良好催化性能,且具有优异的抗硫抗中毒性、抗酸碱酸碱腐蚀能力和超高的热稳定性,在价格方面较贵金属低廉,使其广泛运用于催化加氢脱硫、催化加氢脱氮、催化重整反应和燃料电池电极反应。

目前,制备碳化钼的方法主要有:(1)高温碳化法,由钼的氧化物与c、co在高温下碳化,如专利cn1176312a以炭黑为碳源,与氧化钼混合后直接高温焙烧碳化,需要加热到1600ºc上,制得的碳化钼存在比表面积小,能耗高,催化剂表面积碳严重等缺点。(2)金属前驱体裂解,利用钼酸盐和六次甲基四胺或苯胺等有机物混合物裂解,该法制备复杂,产物会生成mo2n杂质。(3)程序升温反应法(tpr),该方法是使碳化气体通过钼的氧化物,然后采用缓慢的升温速率反应合成,是制备碳化钼材料应用最广泛的方法。如专利cn105214704a是以三氧化钼为钼源,甲烷气为碳源,在ch4/h2(1:3)混合气下碳化,控制不同阶段的升温速率碳化得到碳化钼。该法需要大通量的甲烷气,且程序升温速率缓慢,制备时间很长。

这些方法制得的碳化钼材料普遍存在孔径和比表面积较小,孔道结构无序等缺点,在作催化剂或催化剂载体不利于活性组分的扩散,严重影响了催化性能。目前文献中大多是将碳化钼负载在分子筛载体上,来提高其孔径和比表面积,且只是使用的载体不同。而很少有关于有序介孔结构的碳化钼材料的制备方法,同时为解决现有技术中还原碳化温度过高、耗时费能等问题,而通过一种较温和的合成工艺条件制备出有序介孔碳化钼材料。因此,本发明介绍了一种有序介孔碳化钼的制备方法。



技术实现要素:

本发明为解决现有技术存在的问题,提供了一种有序介孔碳化钼的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的:一种有序介孔碳化钼的制备方法,包括如下步骤:

㈠硬模板法制备有序介孔碳

①将蔗糖、浓硫酸、去离子水置于容器中,搅拌配成均匀溶液;

②在均匀溶液中加入sba-15并搅拌均匀得到混合液,然后在超声环境下超声处理10min;

③然后将超声处理的混合液先后放入100ºc烘箱和160ºc烘箱中分别干燥炭化6h,得到黑棕色固体;

④将黑棕色固体研磨后加入蔗糖、浓硫酸、去离子水后混合均匀,然后先后放入100ºc烘箱和160ºc烘箱中分别干燥炭化6h,得到黑色固体;

⑤将黑色固体研磨后,置于管式炉内,在惰性气氛下,升温至900ºc±5ºc,保温处理时间为6h;

⑥将步骤⑤的黑色粉末浸泡于氢氟酸溶液24h,除去sba-15模板,用去离子水洗涤至中性,得到有序介孔碳;

㈡有序介孔碳/三氧化钼复合物的制备

①将有序介孔碳浸渍在钼酸铵溶液中,恒温搅拌2h,得到混合溶液;

②将得到的混合溶液置于100ºc环境下恒温蒸干水分,后置于管式炉内,在惰性气氛下,升温至550ºc±5ºc,保温处理时间为4h;

③将得到的产物再浸渍于钼酸铵溶液中,恒温搅拌2h,重复操作步骤②,得到有序介孔碳/三氧化钼复合物;

㈢镁热还原法制备有序介孔碳化钼

将有序介孔碳/三氧化钼复合物、镁粉以及氯化钠按质量比为1:1:10的比例均匀混合,将混合物置于管式炉中,在惰性气氛下,升温至600ºc~800ºc,保温处理时间为5h;得到的有序介孔碳化钼。

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