[發(fā)明專利]基于表面多孔結構的絲網整體催化劑的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310362348.0
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103406129A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 許效紅;唐斌
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J23/72;B01J35/10;B01J37/34
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

技術領域

本發(fā)明涉及具有表面多孔雙結構的絲網整體催化劑的制備方法，屬于化學催化劑技術領域。

背景技術

近年來，納米多孔金屬已經廣泛的應用于催化領域。例如2001年，J.Erlebacher等采用濃硝酸腐蝕金銀合金制備納米多孔金，參見Nature2001410:450～453；課題組和Ding課題組分別發(fā)現納米多孔金在常溫下對CO催化氧化具有很好的活性，參見Angew.Chem.,Int.Ed.2006,45(48),8241-8244.和J.Am.Chem.Soc.2006,129(1),42-43.。

通常制備多孔材料的方法是去合金化法和硬模板法，去合金化法能夠得到較大比表面的催化劑，但該方法得到的納米級孔不利于反應物及產物的傳輸。硬模板法雖然可以很好地控制孔徑結構大小等參數，但模板的去除通常比較困難，并且該方法過程復雜，且容易對催化劑造成污染。最重要的是，現有報道中制備的多孔金屬催化劑在催化反應過程中缺少有效的載體，致使催化劑的分散度不好，傳質以及傳熱能力差，降低催化效率。

CN102688756A(201210162612.1)公開了一種整體式多孔金鈀合金催化劑，它是在金鈀銀合金絲的表面電沉積一層銅，經高溫退火使銅鍍層與內部金鈀銀合金實現合金化，然后利用強電解質溶液進行自由腐蝕或電化學腐蝕，制得的催化劑包括金鈀銀合金芯和多孔金鈀合金膜，多孔金鈀合金膜均勻覆蓋于金鈀銀合金芯的外表層。該催化劑的制備方法較為復雜，耗時耗能且對原始材料要求較高且貴金屬含量很高，成本高，不適合大規(guī)模生產。

發(fā)明內容

針對現有技術的不足，本發(fā)明提供一種表面多孔結構的絲網整體催化劑的制備方法。特別是一種表面多孔的Au/Cu雙金屬結構絲網整體催化劑的制備方法。

發(fā)明概述：

本發(fā)明采用Cu絲網為基底，利用氫氣泡作為動態(tài)模板，在含有銅鹽Cu(SO₄)₂或氯金酸HAuCl₄的溶液中，或者含有銅鹽和氯金酸的溶液中，通過恒電位陰極沉積方法制備多孔金屬Au/Cu催化劑,。該催化劑的活性組分均勻地附著于表面的多孔層，具有較高的利用率。

發(fā)明詳述：

一種表面多孔結構的絲網整體催化劑的制備方法，包括步驟如下：

（1）用Cu線制備盤狀Cu絲網基底或直接采用商購盤狀Cu絲網為基底，超聲清洗；

（2）配制電沉積溶液：

電沉積溶液為硫酸銅、氯金酸和硫酸的混合溶液，溶液中含有0～20mmol/L的Cu(SO₄)₂、0～20mmol/L的HAuCl₄為0～20mmol/L和0.5～2mol/L?H₂SO₄；其中Cu(SO₄)₂和HAuCl₄不同時為0。

（3）采用三電極體系在電化學工作站上進行電沉積，所述三電極體系采用步驟（1）所述的盤狀Cu絲網基底為工作電極，鉑片電極為對電極，飽和甘汞電極為參比電極；分別制得表面三維多孔結構的Cu單金屬、Au單金屬或Au/Cu雙金屬絲網整體催化劑。

收集制得的多孔Cu單金屬、Au單金屬或Au/Cu雙金屬絲網整體催化劑，用超純水反復洗滌8～10次，至檢測沖洗的水為中性，然后放入真空干燥箱中備用。

根據本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（1）中，用Cu線制備Cu絲網基底的方法是：將直徑為50～500μm的Cu線盤結為盤狀Cu絲網基底，并在無水乙醇、1M?HCl和超純水中進行超聲清洗5～8min。進一步優(yōu)選的，用直徑為100～300μm的Cu線盤結成直徑為4～20mm盤狀Cu絲網基底。

根據本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟（2）所述電沉積溶液是下列之一：

a.溶液中含0.05～5mmol/L的Cu(SO₄)₂，1～2mol/L的H₂SO₄，用于制備多孔的Cu單金屬絲網整體催化劑；進一步優(yōu)選，溶液中含2.67mM的Cu(SO₄)₂和2M?H₂SO₄。