[發(fā)明專利]一種大氣壓冷等離子體還原制備負載型金屬催化劑的方法在審

申請?zhí)枺?/td>	201710240449.9	申請日：	2017-04-13
公開（公告）號：	CN107008511A	公開（公告）日：	2017-08-04
發(fā)明（設計）人：	底蘭波;張秀玲;李壯;段棟之	申請（專利權）人：	大連大學
主分類號：	B01J37/16	分類號：	B01J37/16;B01J23/50;B01J23/52;B01J23/42;B01J23/44
代理公司：	大連智高專利事務所(特殊普通合伙)21235	代理人：	胡景波
地址：	116622 遼寧省***	國省代碼：	遼寧;21
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種大氣壓等離子體還原制備負載金屬催化劑方法
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【說明書】：

技術領域

本發(fā)明屬于負載型金屬催化劑制備領域，具體涉及一種大氣壓冷等離子體還原制備負載型金屬催化劑的方法。

背景技術

負載型金屬催化劑在能源、化工、環(huán)保和光電領域具有廣泛應用。傳統負載型金屬催化劑制備方法，需要較高的溫度、較長的還原時間，或者需要對還原條件進行精準的控制。因此，有必要發(fā)展一種簡單、快速、高效的負載型催化劑制備新工藝。

冷等離子體是一種典型的非熱平衡等離子體，具有較高的電子溫度和較低的氣體溫度(可接近室溫)，在負載型金屬催化劑制備領域展現了良好的應用前景。專利申請CN200410093820.6，公布了一種利用低溫等離子體，以惰性氣體、空氣或氧氣為工作氣體，利用電子還原制備負載型金屬催化劑的方法。該專利實施例在低氣壓下，采用冷等離子體還原制備Pt/TiO₂。大氣壓下電子能量較低，無法還原金屬離子。專利申請CN200910304664.6，采用低溫等離子體，以氫氣為工作氣體，在大氣壓下還原金屬離子，同時制備催化劑載體和金屬活性組分，獲得負載型金屬催化劑。Tu等人(J.Phys.D:Appl.Phys.,2011,44,247007.)和Hu等人(J.PowerSources,2014,250:30-39.)，采用大氣壓冷等離子體，分別以甲烷和氨氣為氫活性物種來源，還原制備負載型Ni催化劑。

Gulyaev等人(Appl.Catal.,B,2014,147,132-143.)采用等離子體弧放電技術，制備PdCeC復合物并焙燒，在碳物種保護下，避免了Pd的燒結，獲得了高性能的CO低溫催化氧化PdCeO_x復合物。該方法需要在低氣壓下運行，需要昂貴復雜的裝置。如果能開發(fā)一種大氣壓冷等離子體方法，在還原負載金屬離子的同時，生成碳物質，并改變負載型金屬催化劑的性質，將具有重要理論意義和應用價值。

本發(fā)明采用大氣壓冷等離子體，以惰性氣體和一氧化碳的混合氣體，或純的一氧化碳為工作氣體，對采用浸漬或沉積-沉淀獲得負載于載體上的金屬前驅體進行處理，制備負載型金屬催化劑。該方法在大氣壓下操作，利用激發(fā)態(tài)一氧化碳活性物種對制備金屬離子進行還原，具有操作簡單、制備周期短等特點。此外，一氧化碳在等離子體作用下分解的無定形碳，可對制備金屬納米粒子的表面等離子共振吸收峰進行調控。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種簡單、快速的負載型金屬催化劑大氣壓冷等離子體制備方法，通過采用含有一氧化碳的氣體為工作氣體，利用其在等離子體作用下產生的激發(fā)態(tài)一氧化碳分子為還原劑，既可以實現負載型金屬離子的還原，產生的碳物種又可以對制備金屬粒子性能進行調控。

本發(fā)明所采用的技術方案如下：采用大氣壓冷等離子體，以惰性氣體和一氧化碳的混合氣體，或純的一氧化碳為工作氣體，對采用浸漬或沉積-沉淀獲得負載于載體上的金屬前驅體進行處理，制備負載型金屬催化劑。

該方法具體步驟為：

(1)采用浸漬或沉積-沉淀法，將金屬前驅體負載于載體上；

(2)將負載于載體上的金屬前驅體放入等離子體反應器中，以惰性氣體和一氧化碳的混合氣體，或純的一氧化碳為工作氣體，在大氣壓下產生冷等離子體，利用產生的激發(fā)態(tài)一氧化碳分子還原金屬前驅體，獲得負載型金屬催化劑。

其中，所述的金屬前驅體為單金屬組分，雙金屬組分或多金屬組分；

所述的惰性氣體為氬氣、氮氣、氦氣中的一種或其混合氣體；

所述的冷等離子體放電氣體溫度不超過100℃，無額外加熱。

進一步的，所述載體為二氧化鈦、氧化鋁、二氧化硅、分子篩、石墨烯、活性炭、鈣鈦礦、氧化鐵或氧化鈰中的一種。

進一步的，所述大氣壓冷等離子體為大氣壓介質阻擋放電冷等離子體和大氣壓直流放電冷等離子體中的一種。

進一步的，所述的金屬前驅體為氯金酸、硝酸銀、氯鉑酸、氯化鈀、硝酸鈀、硝酸銅或氯化銅中的一種或幾種。