[發明專利]一種原位負載型泡沫微孔貴金屬催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201810146352.6
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108479799B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 潘登;趙遠云;付振闖
• 申請（專利權）人: 嘉興長維新材料科技有限公司;浙江清華長三角研究院
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J35/00;B01J35/10
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 朱朦琪

本發明公開了一種原位負載型泡沫微孔貴金屬催化劑的制備方法。以橫截面積為S0的非晶合金絲(或其編制物)為前驅體，浸入酸溶液中，經去合金反應腐蝕非晶合金絲外表面以下一定深度的非晶合金，從而得到納米多孔貴金屬催化層，同時保留橫截面積為S(SS0)的非晶絲芯作為結構支撐，形成具有泡沫微孔貴金屬環形外殼催化層與內部非晶絲芯復合結構的原位負載型泡沫微孔貴金屬催化劑。該制備方法的制備成本低、操作簡單可控，并且能夠得結構與性能優異的貴金屬催化劑材料。

技術領域

本發明涉及納米金屬材料技術領域，具體涉及一種原位負載型泡沫微孔貴金屬催化劑及其制備方法。

背景技術

貴金屬催化劑是一種能改變化學反應速度而本身又不參與反應最終產物的貴金屬材料。由于貴金屬元素的d電子軌道都未填滿，表面易吸附反應物，且強度適中，利于形成中間“活性化合物”，因而具有較高的催化活性，同時還具有耐高溫、抗氧化、耐腐蝕等綜合優良特性，是目前最重要的催化劑材料。

在實際應用中，為了保證催化劑的性能，并盡可能地減少貴金屬的使用量，最有效的方法就是將貴金屬催化劑做成納米尺度的顆?；蛘咧苽涑膳菽⒖捉Y構，使之具有高的電化學比表面積與催化活性。此外，為了使貴金屬催化劑具有特定的物理形狀，一般還需要將貴金屬催化劑負載在一定的載體上。貴金屬納米顆粒因其具有較好的分散性，可以非常容易地分散負載在石墨烯、活性炭、多孔陶瓷、多孔泡沫金屬、金屬有機骨架，以及金屬絲網等載體的表面，從而可以獲得具有不同性能的負載型貴金屬催化劑。

但是，由于泡沫微孔貴金屬催化劑的微觀結構呈立體“橋接”的泡沫微孔狀，且一般以條帶或者塊體的方式存在，沒有好的分散性，因而就難以通過類似于貴金屬納米顆粒所采用的方法負載在上述載體上。此外，由于塊體或者條帶狀的泡沫微孔貴金屬催化劑材料一般較脆，在沒有載體的情況下，也難以根據實際應用的需要將其加工制備成具有特定物理形狀與較好的力學結構穩定性的催化劑材料，因而極大地限制了其進一步的廣泛應用。

因此，開發新的泡沫微孔貴金屬催化劑材料，并解決泡沫微孔貴金屬催化劑的負載問題，就具有極為重要的意義。

發明內容

本發明針對上述問題，提供了一種原位負載型泡沫微孔貴金屬催化劑的制備方法，制備成本低、操作簡單可控，并且能夠得結構與性能優異的貴金屬催化劑材料。

具體技術方案如下：

以橫截面積為S₀的非晶合金絲或所述非晶合金絲的編制物為前驅體，浸入酸溶液中，經去合金反應腐蝕非晶合金絲外表面以下一定深度的非晶合金，從而得到納米多孔貴金屬催化層，同時保留橫截面積為S的非晶絲芯作為結構支撐，形成具有泡沫微孔貴金屬環形外殼催化層與內部非晶絲芯復合結構的原位負載型泡沫微孔貴金屬催化劑；

所述SS₀；

所述合金絲的配方分子式為X_aM_bN_cT_d，其中：

X類元素為Zr、Hf、Ti、Mg中的至少一種，M類元素為Ni、Fe、Co、Mn、V、Cr、Nb、Mo、Ta、W、Si、Ge、Sn、Pb中的至少一種，N類元素為貴金屬元素Pt、Pd、Au、Ag、Cu、Rh、Ru、Ir中的一種或多種的混合，T類元素為Al、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的至少一種；

a、b、c與d分別代表X、M、N與T類元素的原子百分含量，并且：

30％≤a≤75％，10％≤b≤50％，0.1％≤c≤15％，a+b+c+d＝100％。

本發明的原理在于：