[發(fā)明專利]一種用于一氧化碳催化氧化的耐高溫?zé)Y(jié)負(fù)載型貴金屬催化劑及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810153809.6 | 申請日： | 2018-02-22 |
| 公開（公告）號： | CN108452798B | 公開（公告）日： | 2021-04-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 沈建華;朱以華;王浩;凱倫;郭峰;潘鈺 | 申請（專利權(quán)）人： | 華東理工大學(xué) |
| 主分類號： | B01J23/42 | 分類號： | B01J23/42;B01J23/44;B01J23/52;B01J23/63;B01J23/66;B01D53/86;B01D53/62 |
| 代理公司： | 上海順華專利代理有限責(zé)任公司 31203 | 代理人： | 顧雯 |
| 地址： | 200237 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 一氧化碳 催化 氧化 耐高溫 燒結(jié) 負(fù)載 貴金屬 催化劑 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種用于一氧化碳催化氧化的耐高溫?zé)Y(jié)負(fù)載型貴金屬催化劑及其制備方法，該催化劑是由載體、活性組分、包覆殼層構(gòu)成，所述載體為TiO2或CeO2納米顆粒；所述活性組分為貴金屬Au、Pt或Pd納米顆粒；所述活性組分負(fù)載在載體表面；在載體納米顆粒表面和活性組分貴金屬納米顆粒周圍，包覆有包覆殼層，所述包覆殼層是SiO2殼層。本發(fā)明方法簡單、條件溫和、周期較短，適合大規(guī)模合成，對環(huán)境影響小。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種用于一氧化碳催化氧化的耐高溫?zé)Y(jié)負(fù)載型貴金屬催化劑及其制備方法，屬于納米材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)
一氧化碳(CO)是常見的大氣污染物之一，主要來源于化石燃料燃燒、工業(yè)廢氣及汽車尾氣等。消除CO的方法有多種，其中，催化氧化法是在催化劑作用下將CO氧化生成無污染的二氧化碳(CO2)。這種轉(zhuǎn)化方式兼具操作溫度低和轉(zhuǎn)化效率高兩大優(yōu)點，對環(huán)境影響小，不僅可以用于環(huán)境保護，還廣泛涉及能源、防護、工業(yè)等領(lǐng)域，成為CO最重要的消除方法。負(fù)載型貴金屬催化劑(包括金、銀和鉑系金屬)具有較高的CO催化氧化活性，但貴金屬顆粒的表面能較高，在反應(yīng)過程中極易發(fā)生團聚造成活性下降，該現(xiàn)象在高溫下尤為明顯，難以維持良好的催化穩(wěn)定性。因此，尋找合適的方法提高負(fù)載型貴金屬催化劑的耐高溫?zé)Y(jié)能力，成為提高其穩(wěn)定性和使用性能的關(guān)鍵。
提高負(fù)載型貴金屬催化劑耐高溫?zé)Y(jié)能力的方法主要分為兩大類。一類是物理方法，也就是利用介孔碳、沸石分子篩等載體的特殊形貌，將貴金屬顆粒限制在孔道中，阻礙其高溫下的遷移和團聚，因此也稱為孔道限域效應(yīng)。Laursen等將Au納米顆粒分散到非晶態(tài)SiO2中，然后通過結(jié)晶化將非晶態(tài)SiO2轉(zhuǎn)化為沸石相，實現(xiàn)了沸石分子篩對Au納米顆粒的限制作用(Anders B.Laursen et al.Angew.Chem.Int.Ed.2010,122,3582-3585.)。此類方法對載體的要求較高，不具備普適性。另一類是化學(xué)方法，也就是利用金屬-載體間的強相互作用，甚至是載體對金屬顆粒的半包覆作用來提高貴金屬顆粒的耐高溫?zé)Y(jié)能力。Tang等使用羥基磷灰石復(fù)合二氧化鈦作為載體制備Au催化劑，利用羥基磷灰石對Au的半包覆作用制備了高穩(wěn)定的負(fù)載型Au催化劑(Hailian Tang et al.Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,1-7)。此類方法普適性較高，但是僅靠金屬-載體強相互作用難以形成較長時間的耐高溫?zé)Y(jié)能力，而半包覆作用會對催化劑的活性帶來不可避免的影響。綜上所述，以往的研究成果難以制備兼具高活性和耐高溫?zé)Y(jié)能力的負(fù)載型貴金屬催化劑，尤其是在CO催化氧化反應(yīng)中，催化劑的使用性能需要進一步提升。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于一氧化碳催化氧化的耐高溫?zé)Y(jié)負(fù)載型貴金屬催化劑及其制備方法，該催化劑在CO催化氧化反應(yīng)中兼具高活性和耐高溫?zé)Y(jié)能力，其制備方法簡單、條件溫和、周期較短，適合大規(guī)模合成，且該方法具有普適性，可廣泛應(yīng)用于多種負(fù)載型貴金屬催化劑的制備。該催化劑在500℃焙燒后仍能保持良好的催化氧化活性，常溫下即可實現(xiàn)CO完全轉(zhuǎn)化，顯示了良好的耐高溫?zé)Y(jié)能力。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：一種用于一氧化碳催化氧化的耐高溫?zé)Y(jié)負(fù)載型貴金屬催化劑，由載體、活性組分、包覆殼層構(gòu)成，其中載體為TiO2或CeO2納米顆粒，活性組分為貴金屬(Au、Pt、Pd)，并且在TiO2表面，貴金屬周圍選擇性包覆一層SiO2，該殼層起到對貴金屬顆粒的限制和保護作用。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于一氧化碳催化氧化的耐高溫?zé)Y(jié)負(fù)載型貴金屬催化劑，所述載體為TiO2或CeO2納米顆粒，粒徑范圍5～100nm。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于一氧化碳催化氧化的耐高溫?zé)Y(jié)負(fù)載型貴金屬催化劑，所述活性組分為貴金屬(Au、Pt、Pd)納米顆粒，尺度均一，負(fù)載量從0.01～25wt％。
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