[發明專利]一種具有納米核殼結構的復合催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201711064714.9
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107890863A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 譚強;屈婷;柳永寧;陳元振
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B01J23/14
• 分類號: B01J23/14;B01J23/46;B01J23/62;B01J23/63;B01J23/648;B01J23/652;B01J23/66;B01J23/68;B01J35/02;B01J37/00;B01J37/08;B01J37/32
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

1.一種具有納米核殼結構的復合催化劑，其特征在于，包括金屬氧化物納米顆粒(1)，金屬氧化物納米顆粒(1)的外層覆蓋有碳層(2)，碳層(2)的外部均勻分布有多個貴金屬納米顆粒(3)；

所述金屬氧化物納米顆粒(1)的粒徑為20-50nm，貴金屬納米顆粒(3)的粒徑為2-10nm；碳層(2)的厚度為2-10nm。

2.根據權利要求1所述的具有納米核殼結構的復合催化劑，其特征在于，所述金屬氧化物納米顆粒(1)為Al₂O₃、Ga₂O₃、SiO₂、GeO₂、TiO₂、ZrO₂、V₂O₅、Cr₂O₃、MnO₂、Fe₂O₃、Fe₃O₄、Co₂O₃、NiO、CuO、ZnO、Nb₂O₅、MoO₃、RuO₂、In₂O₃、CeO₂、Sb₂O₃、Sb₂O₅、Tl₂O₃、PbO、Bi₂O₃、La₂O₃、Ta₂O₅、WO₂、WO₃或SnO₂中的一種或多種。

3.根據權利要求1或2任意一項所述的具有納米核殼結構的復合催化劑，其特征在于，所述貴金屬納米顆粒(3)為Au、Ag、Pt、Os、Ir、Ru、Rh或Pd中的一種或多種。

4.一種具有納米核殼結構的復合催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將金屬氧化物前驅體和堿性物質按質量比1:(1-5)混合并制成溶液，在100-200℃的條件下反應12-48h，然后冷卻至室溫，以3000-10000rpm的轉速將溶液離心5-10min，得到固體產物A；

步驟2，使用乙醇和去離子水對固體產物A進行離心洗滌，然后在真空環境下冷凍干燥5-10h后得到金屬氧化物納米顆粒；

步驟3，將金屬氧化物納米顆粒溶解在去離子水中，并且加入表面活性劑，金屬氧化物納米顆粒與表面活性劑的質量比為1:(1-20)；然后加入碳源并且攪拌2-5h后，碳源與金屬氧化物納米顆粒的質量比為1:(1-50)，將混合溶液在150-200℃的環境下，反應3-5h，然后將混合溶液冷卻至室溫，然后以3000-10000rpm的轉速將混合溶液離心5-10min，得到固體產物B；

步驟4，使用乙醇和去離子水對固體產物B進行離心洗滌，然后加入L-賴氨酸，L-賴氨酸與金屬氧化物納米顆粒的質量比為(1-10)：1，經過乙醇離心洗滌后，在50-80℃條件下真空干燥3-12h，得到碳包覆金屬氧化物納米顆粒；

步驟5，向貴金屬前驅體溶液中加入叔丁胺，貴金屬前驅體溶液與叔丁胺的體積比為(1-100):1，然后加入碳包覆金屬氧化物納米顆粒，碳包覆金屬氧化物納米顆粒與貴金屬前驅體溶液的質量比為(1-10):1，混合均勻后滴加壞血酸，壞血酸與貴金屬前驅體的質量比為1-10:1，攪拌1-5h后，在3000-10000rpm的轉速下離心5-10min，得到固體產物C；

步驟6，使用去離子水對固體產物C進行離心洗滌，然后在真空環境下冷凍干燥5-10h，得到具有納米核殼結構的復合催化劑。

5.根據權利要求4所述的具有納米核殼結構的復合催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟2中金屬氧化物納米顆粒的粒徑為20-50nm。

6.根據權利要求5所述的具有納米核殼結構的復合催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟6中具有納米核殼結構的復合催化劑包括金屬氧化物納米顆粒，金屬氧化物納米顆粒的外層覆蓋有碳層，碳層的外部均勻分布有多個貴金屬納米顆粒；貴金屬納米顆粒的粒徑為2-10nm。