[發明專利]一種低溫催化氧化CO的SiO2擔載金催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 200810019548.5
• 申請日: 2008-01-24
• 公開（公告）號: CN101224429A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 黃偉新;千坤
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J23/63;B01D53/14
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司
• 代理人: 何梅生

一、技術領域

本發明涉及一種催化劑及其制備方法，特別涉及一種用于低溫催化氧化CO的金催化劑及其制備方法，確切地說是一種用于低溫催化氧化CO的SiO₂擔載金催化劑及其制備方法。

二、背景技術

CO的低溫催化氧化在環境保護，燃料電池，封閉內循環式CO激光器，CO氣體傳感器，CO氣體防毒面具以及密閉系統內微量CO清除等方面極具現實意義，尤其是特定溫度富氫條件下CO催化氧化的研究，對于避免Pt電極中毒，提高燃料電池中氫的使用率有著十分重要的意義。

自從Haruta[M.Haruta，M.Yamada，T.Kobayashi，S.Iijima，J.Catal.115(1989)301]于1989年發現高分散的納米金具有良好低溫氧化CO活性以來，越來越多學者對納米金催化劑進行了大量的研究.經過研究發現，不同的載體用相同的方法負載金得到的活性有很大的差別.一般以氯金酸為前驅體，用沉淀沉積方法，在TiO₂，Fe₂O₃，CeO₂，Co₃O₄這類載體上可以得到具有低溫催化氧化CO的高活性納米金，而對于SiO₂和Al₂O₃這類載體，得到的金催化活性并不理想，這些活性的差別主要與載體本身的性質有關，一般而言，易還原的載體(如TiO₂，Fe₂O₃)擔載的金催化劑就有較好的反應活性.Behm[M.M.Schubert，S.Hackenberg，A.C.vanVeen，M.Muhler，V.Plzak，R.J.Behm，J.Catal.197(2001)113]等人將TiO₂，Fe₂O₃，CeO₂，Co₃O₄這類能夠簡單制備得到高活性納米金的載體稱為活性載體，而將SiO₂，Al₂O₃得到催化活性并不理想的載體稱為惰性載體。

近些年來，一些學者用特殊的方法在惰性載體SiO₂上得到高分散的納米金粒子.如Haruta等人[M.Okumura，S.Nakamura，S.Tsubota，T.Nakamura，M.Azuma，M.Haruta，Catal.Lett.51(1998)53]用化學氣相沉積法(CVD)在SiO₂載體上得到了2-3nm的高分散的小金；Dai等人[S.H.Overbury，L.Ortiz-Soto，H.Zhu，B.Lee，M.D.Amiridis，S.Dai，Catal.Lett.95(2004)99]用SiO₂分子篩來束縛納米金的長大；也有一些學者[R.Zanella，A.Sandoval，P.Santiago，V.A.Basiuk，J.M.Saniger，J.Phys.Chem.B110(2006)8559；H.G.Zhu，C.D.Liang，W.F.Yan，S.H.Overbury，S.Dai，J.Phys.Chem.B110(2006)10842]用金的陽離子做前驅體，用沉淀沉積法得到了小金.值得注意的是，這些小金只有一部分表現出良好的低溫催化氧化CO的活性，更重要的是，這些方法要么涉及到復雜的儀器，要么涉及到特殊的金前驅體。

三、發明內容

本發明旨在為低溫催化氧化CO提供一種可以實際應用的高活性金催化劑，所要解決的技術問題是在惰性載體SiO₂上負載高活性金催化劑。

本發明所稱的SiO₂擔載金催化劑是SiO₂負載型納米金催化劑，與現有技術的區別是對SiO₂表面進行修飾處理，所謂表面修飾就是通過處理將過渡金屬氧化物(MOx)分散在SiO₂表面，所以本催化劑就是在表面分散有過渡金屬氧化物的SiO₂上擔載納米金所構成的催化劑，過渡金屬(M)與SiO₂的重量百分比為0.5％～50％，金(Au)和SiO₂的重量百分比為0.1％～6％。