[發明專利]一種貴金屬催化劑的制備方法

無效

• 申請號: 201410252757.X
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104056621A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 建方方;馬連湘;吳鋒;周超
• 申請（專利權）人: 青島東方循環能源有限公司;青島科技大學
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J23/44;B01J23/46;B01J23/52
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技術領域

本發明屬于催化劑領域，具體來說涉及一種貴金屬催化劑的制備方法。

背景技術

負載型貴金屬催化劑由于其無可替代的催化活性和選擇性，在石油、化工、醫藥、農藥、食品等領域中有著極其重要的地位。貴金屬催化劑在石油和化學工業中的氫化還原、氧化脫氫、氫化裂解、加氫脫硫等反應中有著廣泛的應用。在環保方面，貴金屬催化劑被廣泛的應用在汽車尾氣處理中。在新能源方面，貴金屬催化劑是新型燃料電池開發中最關鍵的部分。但是，貴金屬資源缺乏、價格昂貴，致使貴金屬催化劑成本大大增加。于是，提高貴金屬催化劑的活性，減少貴金屬的用量，提高貴金屬分散度是降低貴金屬用量的有效途徑。

現有技術報道了等離子體制備高分散性負載型金屬催化劑的方法，將金屬活性組分用浸責法或者離子交換法負載到催化劑上，然后干燥，放入放電管中進行等電子體處理。此方法采用等離子體處理焙燒前的催化劑具有一定的新穎性，但是沒有講明等離子體的作用本質。CN101502798A報道了一種納米釕碳負載型金屬加氫催化劑的制備方法，該催化劑由活性炭載體和負載于活性炭上并經還原活化處理的金屬釕制成。將活性炭經過硝酸溶液超聲處理后，用去離子水清洗至中性，加入到金屬釕的水溶性前驅體溶液中攪拌浸漬，然后用堿性化合物的水溶液調節pH，通過加入化學還原劑進行液相還原釕碳催化劑，將產物洗滌烘干后得到納米釕碳負載型金屬加氫催化劑，但使用此方法制備的金屬催化劑的分散度較低，金屬很難分散到載體表面，且操作過程復雜。

發明內容

本發明的目的在于克服現有的載體金屬催化劑中的貴金屬很難均勻地分散到載體表面、貴金屬顆粒大的缺點，提供一種貴金屬催化劑的制備方法，使貴金屬可以均勻地分散到載體表面、貴金屬顆粒小。

為此，本發明提供了一種貴金屬催化劑的制備方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將載體、貴金屬的鹽溶液和分散劑混合，在超聲波作用下分散，得到混合物；

(2)將混合物加入還原劑并在微波輻射下還原，得到固體產物；

(3)將固體產物用蒸餾水洗滌，烘干后得到貴金屬催化劑。

根據本發明，步驟(1)中載體用量為1-5g，貴金屬鹽溶液濃度為0.01-0.5mol/L，用量為1-15mL，分散劑質量分數為1％-10％，用量為1-5mL。

根據本發明，步驟(1)中載體包括SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、活性炭或碳納米管。所述載體優選為活性炭，并且是比表面積為1200-1400m²/g的活性炭。活性炭的比表面積比大、孔多，貴金屬可以更好的分散在活性炭載體上。

根據本發明，步驟(1)中貴金屬包括Pt、Au、Ru、Re、Rd或Pd。

根據本發明，步驟(1)中貴金屬的鹽溶液包括氯酸鹽溶液、硝酸鹽溶液或硫酸鹽溶液。

根據本發明，步驟(1)中分散劑包括十二烷基苯磺酸鈉，十二烷基磺酸鈉或明膠。

根據本發明，步驟(1)中超聲頻率為20-80KHz，超聲時間為0.5-1h。在超聲波作用下金屬可以分散均勻，金屬顆粒可以更小。

根據本發明，步驟(2)中微波輻射功率為5-30w，微波輻射時間為0.5-2h，還原反應溫度為60-80℃。微波輻射加熱均勻，且微波輻射可以使分子產生共振，鍵作用力被破壞，可以降低反應所需的能量，從而縮短反應時間，降低反應能耗。微波還可以使還原得到的單質貴金屬分散性提高，分散更均勻，粒徑更小。

根據本發明，步驟(2)中還原劑包括硼氫化鈉、水合肼、溴化鉀、甲酸、乙酸鈉或檸檬酸鈉，還原劑濃度為0.01-1mol/L，還原劑用量為20-100mL。上述物質的還原性可以將貴金屬鹽溶液中的高價貴金屬還原為單質貴金屬。

根據本發明，步驟(3)中烘干溫度為80-120℃，烘干時間為4-10h。

本發明的制備貴金屬催化劑的方法存在以下優點：制備方法簡單，易于操作；貴金屬在載體上分散均勻，貴金屬粒徑小；反應時間短，反應能耗低。

附圖說明

圖1是實施例1制備的Ru/C催化劑的掃描電鏡照片。

圖2是實施例2制備的Pd/C催化劑的掃描電鏡照片。

圖3是實施例3制備的Pt/C催化劑的掃描電鏡照片。

圖4是實施例4制備的Pt/C催化劑的掃描電鏡照片。

具體實施方式