一种纯α相碳化钼负载贵金属催化剂及其制备方法和应用
本发明公开了一种纯α相碳化钼负载贵金属催化剂及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将贵金属盐溶液与仲钼酸铵水溶液混合，搅拌，经过滤、水洗后，沉淀物经干燥得到前驱体；(2)将步骤(1)所得前驱体进行非平衡等离子体处理，得到负载贵金属氧化钼；(3)将步骤(2)所得负载贵金属氧化钼在碳源气体下于580-800℃碳化。本发明利用非平衡等离子体处理过程代替传统的焙烧过程，经处理得到的负载贵金属氧化钼可经一步碳化过程直接获得纯α相碳化钼负载贵金属催化剂，省去了高污染的氮化过程。本发明还公开了制备得到的纯α相碳化钼负载贵金属催化剂在水汽变换反应中的应用，结果表明其具有优异的水汽变换性能。
发明人所在课题组研宄发现，在水汽变换反应中纯a相碳化钼催化剂（记为a-MoCh)的催化活性远远高于纯0相碳化钼催化剂（记为f3-M〇2C);纯a相的金碳化钼催化剂（记为Au/a-MoCh)的催化活性高于a和0相混相金碳化钼催化剂（记为Au/ M〇Cx)的催化活性，远高于纯0相的金碳化钼催化剂（记为Au/f3-M〇2C)的催化活性。
a-MoCh的合成目前为止只能通过氮化-碳化两步法才能实现，首先用氨气氮化M〇03得到y_M〇2N，再以甲烷碳化y-M〇2N将其转变为a-MoCh。这种合成方法的特点在于，碳化钼以与氮化钼呈相同晶型的形式生成，两者同为面心立方（fee)晶型。该方法具有下述缺点：①碳化过程中，氮化钼的晶格氮与碳原子的交换需要在较高温度（700°C以上）进行，高温会加剧自由碳在颗粒表面聚合并生成积碳，大大降低了碳化钼的比表面积和表面催化活性位的暴露；②操作过程繁琐，制备周期长；③需要使用强烈刺激性气体NH3，不仅腐蚀设备也易发生危险。
为克服上述氮化-碳化两步法合成a-MoCh及负载金属a-MoCh的缺陷，发明人所在课题组进行了一步碳化法合成负载金属a-MoCh催化剂的相关研宄。结果表明，负载金属Ni、Co、Fe等到氧化钼前驱体中，得到碳化钼的晶型为|3型；将一定量Cu、Pt、Au等金属引入前驱体后经碳化获得碳化钼的晶型为a型和0型的混晶。例如，发明人已公开的专利申请"一种金属改性的a型碳化钼催化剂的制备方法与其在低温水煤气变换反应中的应用"（专利公开号：CN102698783A)采用一步碳化法合成金或铜负载的a型碳化钼催化剂，从给出的XRD谱图中可以看出所获得碳化钼的晶型为a型和0型的混晶。