[發明專利]負載型雙金屬RhxAg1-x/Y納米催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 200910088532.4
• 申請日: 2009-07-03
• 公開（公告）號: CN101590406A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 何洪;李志美;訾學紅;劉立成;戴洪興
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B01J23/50
• 分類號: B01J23/50;B01J23/46;B01J37/34;B01J37/16;B01D53/94;B01D53/62
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉 萍

技術領域

本發明涉及負載型Rh_xAg_1-x/Y納米催化劑的制備方法，具體涉及利用超聲波膜擴散法(UAMR)制備一系列負載型Rh_xAg_1-x/Y納米催化劑，其中Y為金屬氧化物，屬于納米催化材料的制備領域，該方法制備的催化劑可以用于汽車尾氣凈化。

背景技術

汽車工業的持續發展和人們環保意識的增強，對汽車尾氣催化劑提出了更高的要求，目前廣泛采用的商業三效催化劑(Three-Way?Catalyst，簡稱TWC)主要以Pt、Rh和Pd等貴金屬為活性成分，隨著需求量的增加，這些金屬尤其是金屬Rh，資源短缺、價格昂貴的問題日益突出。納米催化材料因其特殊的結構性質，使實現降低傳統三效催化劑中貴金屬含量的同時，保留其較高的催化活性成為可能。本課題利用超聲波膜還原新方法(UAMR)制備納米雙金屬Rh_xAg_1-x/γ-Al₂O₃系列催化劑，通過三效模型反應之一CO氧化反應考察了該系列催化劑的反應活性。利用HRTEM表征了系列催化劑的性質。

該系列催化劑具有很高的金屬分散度，很低的Rh含量，可以用于低成本的三效催化劑的開發。

本發明利用超聲波膜擴散法制備了雙金屬Rh_xAg_1-x/Y納米催化劑，其中Y為金屬氧化物，其催化劑三效催化模型反應(CO氧化)的活性高于由同等方法制備的純Rh金屬催化劑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低貴金屬Rh負載量、高催化活性的雙金屬RhAg納米催化劑及其制備方法。該催化劑可以在提高催化活性的同時，降低三效催化劑的成本。本發明采用超聲波膜擴散法制備一種負載型的雙金屬Rh_xAg_1-x/Y納米催化劑，其中Y為金屬氧化物，該催化劑對一氧化碳氧化反應具有很好的活性，有望用于汽車尾氣污染排放控制。

制備設備已申請發明專利，發明名稱：一種負載型納米金屬催化劑的制備方法及設備，申請號：200710118756.6，制備設備，其特征在于：整套設備包括計量崩1、金屬鹽溶液儲罐2、管式反應器4、超聲波發生器5、輸液泵8、產品儲罐9、中空陶瓷膜管10；(圖-1)

管式反應器4中內置中空陶瓷膜罐10(至少3根)，中空陶瓷膜管10在管式反應器4的中心軸為圓心的圓上均勻排列并用環氧樹脂固定在管式反應器4兩端的密封組件6上。(圖-2，圖-3)

管式反應器4置于超聲波發生器5內，中空陶瓷膜管10通過管式反應器4一段空腔11和管式反應器4的一個入口3與計量泵1連接，計量泵1與金屬鹽溶液儲罐2連接；

管式反應器4出口7通過管道與產品儲罐9連接，管式反應器4的另外一個出口12通過輸液泵8的管道與產品儲罐9連接。(圖-1)

本發明的制備方法如下：

(I)根據x/1-x配置雙金屬鹽溶液，將其與載體材料攪拌成漿狀溶液，并轉移到儲罐9中；

(II)配制還原劑溶液，還原劑分子與雙金屬鹽的分子總數摩爾比為1∶1～15∶1，然后將還原劑溶液轉移至儲罐2中；

(III)啟動輸液泵8，流速為500-1000ml/min，使含有金屬鹽和載體材料的獎狀溶液從儲罐9經過輸液泵8注入到管式反應器4中，并回流到儲罐9中，然后啟動超聲波發生器6，發射頻率為40-120KHz；

(IV)起動計量泵1，流速為0.1-10ml/min，使還原劑溶液進入管式反應器4內的中空陶瓷膜10管道中，通過中空陶瓷膜管道壁上的微孔擴散到管式反應器4的外腔中，與含有金屬鹽和載體材料的獎狀溶液接觸，金屬離子在載體表面吸附還原，得到的漿液經離心分離，沉淀用去離子水洗滌，80℃烘干4小時，在馬弗爐中500℃灼燒3小時，得到負載型雙金屬RhAg納米催化劑。

得到的催化劑進行TEM觀察，并選取尾氣處理三效反應中的模型反應(CO氧化反應)進行催化劑活性測試。

本發明的雙金屬RhAg納米催化劑的化學分子表達式為Rh_xAg_1-x/Y，其中Y為金屬氧化物，所述的一種負載型雙金屬納米催化劑，其特征在于：Rh_xAg_1-x/Y催化劑中x值是0.1～0.9，x/1-x為摩爾比，其中Y為金屬氧化物。