[發(fā)明專利]一種ZnO摻雜調(diào)控Pt基催化劑氧化活性的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710910373.6
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107626307B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何洪;劉婭;宋麗云;李瑤瑤;李伶聰;張寧強
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J23/60
• 分類號: B01J23/60;B01J37/03;B01J37/02;B01J37/08;B01D53/62
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

一種ZnO摻雜調(diào)控Pt基催化劑氧化活性的方法，屬于工業(yè)催化領(lǐng)域。采用Pt、Zn前軀體、一定量油酸酰胺和油酸制備混合液，加熱制備Pt?ZnO納米粒子溶膠，加入γ?Al₂O₃浸漬，60～80℃真空烘箱中放置6～8h，500～800℃焙燒即可得到。本發(fā)明制備過程簡單，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)物尺寸均一，形貌均勻，分散很好，具有良好的催化活性，Pt?ZnO/Al₂O₃催化劑制備成催化劑具有多孔結(jié)構(gòu)的特點和良好的CO氧化活性；控制Pt的量不變，可以利用ZnO的引入，調(diào)節(jié)Pt//γ?Al₂O₃催化劑的氧化活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)催化領(lǐng)域；具體涉及到一種ZnO摻雜的Pt基催化劑的方法，利用ZnO摻雜實現(xiàn)對Pt基催化劑氧化活性的調(diào)控。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，大氣環(huán)境污染問題也越來越嚴重，2013年我國遭遇了嚴重的霧霾天氣，此次霧霾發(fā)生頻率之高、波及范圍之廣、污染程度之重前所未有，形成霧霾污染最主要的原因之一就是汽車尾氣的排放。解決汽車排放污染控制問題主要依靠三效催化轉(zhuǎn)換器，三效催化劑的活性組分是貴金屬Pt、Rh和Pd，越來越嚴格的排放標準和緊缺的貴金屬資源，加之居高不下的貴金屬價格和不斷攀升的汽車保有量對三效催化劑提出了新的挑戰(zhàn)。

三效催化劑面臨的問題主要有：提高催化活性，降低生產(chǎn)成本和控制汽車冷啟動階段尾氣排放。近年來，納米催化劑的發(fā)展為解決上述問題帶來了曙光。本發(fā)明就從Pt/Al₂O₃催化劑出發(fā)，引入ZnO，實現(xiàn)了可控調(diào)節(jié)Pt/Al₂O₃催化劑的氧化活性。該催化劑體系可以用于CO廢氣排放控制和汽車尾氣凈化三效催化劑的制備。

本發(fā)明以Pt鹽和Zn鹽為前驅(qū)體，油酸酰胺和油酸為保護劑及還原劑，采用液相化學(xué)還原法制備，利用雙金屬納米粒子可控制備技術(shù)實現(xiàn)了Pt-ZnO納米粒子粒徑調(diào)控。

本發(fā)明將制備的Pt-ZnO納米粒子負載于γ-Al₂O₃上，經(jīng)600℃空氣氣氛下焙燒，得到Pt-ZnO/γ-Al₂O₃催化劑，對其進行了表征和CO催化氧化活性的評價。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種制備具有高熱穩(wěn)定的Pt-ZnO納米粒子和Pt-ZnO/Al₂O₃納米催化劑的方法。

本發(fā)明以油酸酰胺為還原劑和穩(wěn)定劑，采用共熱還原法制備Pt-ZnO納米粒子，通過改變前軀體的濃度改變ZnO的摻雜量。Pt-ZnO/Al₂O₃為Pt和ZnO的納米顆粒各自均勻負載在Al₂O₃上。

所述的一種Pt-ZnO/Al₂O₃納米催化劑制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將一定比例Pt、Zn前軀體、一定量油酸酰胺和油酸加入到反應(yīng)器中，70-90℃優(yōu)選80℃水浴并不斷攪拌，使油酸酰胺完全溶解并使試劑完全混合，混合液呈黃色；

(2)將上述黃色混合液在氬氣氛圍下，進行加熱，加熱溫度為220～350℃，加熱時間為0.5～1.5h；

(3)停止加熱，降溫，加乙醇純化，得到Pt-ZnO納米粒子溶膠；

(4)然后，將Pt-ZnO納米粒子溶膠中加入γ-Al₂O₃，攪拌6～13h，浸漬過夜；

(5)將浸漬后的懸濁液在60～80℃真空烘箱中放置6～8h，500～800℃焙燒2h，研磨，然后，將該粉體壓片過篩為60～80目，得到Pt-ZnO/Al₂O₃催化劑。