一种高温水气变换催化剂及其制备方法和应用

技术特征：
1.一种高温水气变换催化剂，其特征在于：所述催化剂由活性组分、电子助剂和包裹层组成；其中，所述催化剂中的活性组分为fe3o4，所述催化剂中的电子助剂为cu，所述催化剂中的包裹层为共价有机骨架cof；所述催化剂cu-fe3o4@cof中cu与(cu fe)的摩尔比为3～20:100；所述催化剂cu-fe3o4@cof中cof的质量比为1.04％。2.根据权利要求1所述的一种高温水气变换催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将二价铜盐溶于去离子水中配制成铜盐溶液，往铜盐溶液中逐渐加入氨水调节溶液ph为9.0，二价铜盐与氨水反应生成铜氨络合物溶液；(2)往铜氨络合物溶液中加入fe2o3纳米粒子，搅拌4小时得到混合溶液a；(3)将混合溶液a加热至90℃，使得混合溶液a中的氨挥发，直至混合溶液a的ph为7.0，得到混合溶液b；(4)将混合溶液b抽滤后，经去离子水洗涤3-4次得到固体物质a，在120℃空气氛围下烘干12小时，再焙烧4小时后得到cuo-fe2o3；(5)利用cof单体原位合成cof包裹层，制得的cof包裹层包覆在cuo-fe2o3外部，将cof包裹的cuo-fe2o3在15％co-85％n2混合气体氛围中350℃还原3小时后，制得高温水气变换催化剂cu-fe3o4@cof。3.根据权利要求2所述的一种高温水气变换催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中的cof单体为1,3,5-三(4-氨基苯基)苯或1,3,5-苯三甲醛。4.根据权利要求2所述的一种高温水气变换催化剂的制备方法，其特征在于，所述二价铜盐包括硝酸铜、氯化铜和醋酸铜。5.根据权利要求2所述的一种高温水气变换催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的fe2o3纳米粒子的尺寸包括9-11nm、18-22nm、36-44nm和72-88nm。6.根据权利要求2所述的一种高温水气变换催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中焙烧温度为450℃，升温速率为3℃/min。7.根据权利要求2所述的一种高温水气变换催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中cu-fe3o4@cof的具体制备方法为：(a)将1,3,5-三(4-氨基苯基)苯和1,3,5-苯三甲醛分别加入到二甲亚砜中，混合均匀后加入cuo-fe2o3，再次混合均匀后加入冰醋酸并搅拌均匀；(b)5min后使用有机溶剂进行洗涤，置于室温下干燥48小时后再置于150℃的n2氛围中干燥12小时，制得样品cuo-fe2o3@cof；(c)将cuo-fe2o3@cof置于15％co-85％n2混合气体氛围中，在350℃下还原反应3小时，最终制得催化剂cu-fe3o4@cof。8.根据权利要求7所述的一种高温水气变换催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中的有机溶剂包括甲醇和四氢呋喃。9.根据权利要求1所述的一种高温水气变换催化剂的应用，其特征在于，所述催化剂cu-fe3o4@cof置于固定床反应器中，通入co-h2o反应气的催化转化的应用。

技术总结
本发明公开了一种高温水气变换催化剂及其制备方法和应用，涉及化学催化剂技术领域。本发明中的催化剂由活性组分、电子助剂和包裹层组成；其中，所述催化剂中的活性组分为Fe3O4，所述催化剂中的电子助剂为Cu，所述催化剂中的包裹层为共价有机骨架COF；所述催化剂Cu-Fe3O4@COF中Cu与(Cu Fe)的摩尔比为3～20:100；所述催化剂Cu-Fe3O4@COF中COF的质量比为1.04％。本发明还包括Cu-Fe3O4@COF催化剂的制备方法及应用。本发明采用亚胺类COF包裹的方式制备稳定Cu-Fe水煤气变换催化剂，该方法使用环境友好原料，不仅不会对环境造成污染，而且所制备出的Cu-Fe3O4@COF催化剂能够阻止Cu粒子的团聚和Fe3O4向Cu粒子表面迁移，在水气变换反应中具有很高的反应活性和稳定性。变换反应中具有很高的反应活性和稳定性。变换反应中具有很高的反应活性和稳定性。


技术研发人员：牟效玲 吕雅丽 王萍 林荣和 丁云杰
受保护的技术使用者：浙江师范大学
技术研发日：2022.02.21
技术公布日：2022/5/31