[發明專利]大氣壓冷等離子體還原制備負載型雙金屬催化劑的方法

在審

• 申請號: 201410010033.4
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103769163A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 底蘭波;徐偉杰;張秀玲;亓濱
• 申請（專利權）人: 大連大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J23/72;B01J23/44;B01J37/16
• 代理公司: 大連八方知識產權代理有限公司 21226
• 代理人: 任洪成

技術領域

本發明涉及一種大氣壓冷等離子體還原制備負載型雙金屬催化劑的方法，其屬于材料制備和催化科學技術領域。

背景技術

相對于負載型單金屬催化劑，負載型雙金屬催化劑具有特殊和可調變的電子結構、表面性質和化學性質，在化工、環保和能源領域有著重要的應用前景。簡單有效的催化劑制備方法是生產高效負載型雙金屬催化劑的關鍵。目前負載型雙金屬催化劑的制備方法，主要采用化學還原法和沉積-沉淀法等。化學還原法需要使用大量有毒有害的還原劑，不易控制擔載量，且環境不友好。沉積-沉淀法通常可以制備性能較高的負載型雙金屬催化劑，但其不適合于低等電點的載體，且不易實現完全沉積、同時需要較為苛刻的反應條件。浸漬法是制備負載型金屬催化劑的一種簡單、易行的方法，能夠很好地控制金屬擔載量。但其制備的負載型雙金屬催化劑的金屬粒徑較大、分散性較差，從而使其活性較差。

因此，如果能對浸漬法獲得的負載型金屬催化劑的前驅體進行簡單處理，獲得高性能的催化劑具有重要的應用價值。冷等離子體是一種制備負載型金屬催化劑的方法，具有操作簡單、處理時間短、環境友好等優點，能明顯提高催化劑的性能。

Diamy等人（Chemical?Physics?Letters，1997，269（3-4）：327-332）公開發表了采用微波等離子體制備負載型Au基雙金屬催化劑。其優點在于在低溫下還原，避免了熱效應導致的貴金屬顆粒團聚變大。但其在低氣壓下，不易于規模化放大。劉昌俊等人在專利（專利公開號：CN1539553，CN1647858，CN1739854，?CN102151586）中報道了采用低溫等離子體還原制備負載型金屬催化劑的方法，可以把金屬離子還原成金屬單質。但其通常在低氣壓下進行，且其專利中強調電子還原，很難實現大氣壓下還原金屬離子。

發明內容

鑒于現有技術存在的問題，本發明的目的是要提供一種大氣壓冷等離子體還原制備負載型雙金屬催化劑的方法，其能夠在大氣壓下快速還原雙金屬前驅體，獲得高性能負載型雙金屬催化劑。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：大氣壓冷等離子體還原制備負載型雙金屬催化劑的方法，其包括兩種方法：第一種方法：其包括以下步驟：

????（1）采用共浸漬法將雙金屬組分的前驅體負載到載體上，室溫放置2-24?h，50-120?^oC干燥2-24?h，

????（2）將步驟（1）的產物放入等離子體反應器中，通入工作氣體，在交流放電電壓峰-峰值為1-40?kV的條件下進行大氣壓冷等離子體還原，還原時間為6-60?min，即獲得負載型雙金屬催化劑；

（3）如有需要，還可將步驟（2）獲得的負載型雙金屬催化劑在氫氣或惰性氣體中焙燒0.5-6?h，溫度為200-500?^oC；

第二種方法：其包括以下步驟：

????（1）采用分步浸漬法將雙金屬中一組分的前驅體負載到載體上，室溫放置2-24?h，50-120?^oC干燥2-24?h；

????（2）將步驟（1）所得產物放入等離子體反應器中，通入工作氣體，在交流放電電壓峰-峰值為1-40?kV的條件下進行大氣壓冷等離子體還原，還原時間為6-60?min；

（3）以步驟（2）所得產物為載體，采用浸漬法將雙金屬中另一組分的前驅體負載到載體上，室溫放置2-24?h，50-120?^oC干燥2-24?h；

（4）將步驟（3）所得產物放入等離子體反應器中，通入工作氣體，在交流放電電壓峰-峰值為1-40?kV的條件下進行大氣壓冷等離子體還原，還原時間為6-60?min；

????（5）如有需要，還可將步驟（4）獲得的負載型雙金屬催化劑在氫氣或惰性氣體中焙燒0.5-6?h，溫度為200-500?^oC；

所述的雙金屬為Pd、Pt、Cu、Ag和Au中的任意兩種。

所述的載體為TiO₂、CeO₂、Fe₂O₃、Co₃O₄、SiO₂、Al₂O₃和分子篩中的一種。

所述雙金屬組分按0.1-10%的擔載量負載到載體上，兩種金屬組分為任意比例。