[發明專利]一種用于CO氧化反應中的金鈀納米催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201810171801.2
• 申請日: 2018-03-01
• 公開（公告）號: CN108355652B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 郝燕;王元寶;胡亞博;鄧寶娟
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: B01J23/52
• 分類號: B01J23/52;B01D53/86;B01D53/62
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

本發明公開了一種用于CO氧化反應中的金鈀納米催化劑的制備方法，具體步驟為：將100mg二氧化鈦載體、4?6mL摩爾濃度為2.0mmol L^?1的HAuCl₄前驅體溶液和4?6mL摩爾濃度為2.0mmol L^?1的H₂PdCl₄前驅體溶液混合均勻，于25℃攪拌反應4h，之后將混合物通過離心分離，并用去離子水洗滌催化劑去除氯離子和表面其它雜質，再置于50℃烘箱中干燥，干燥后的樣品在惰性氣氛中于300℃熱處理，然后自然降溫制得金鈀納米催化劑。本發明制得的金鈀納米催化劑分散性好，催化劑顆粒分布均勻，活性組分利用率高，在CO氧化反應中金鈀納米催化劑的催化活性較高且穩定性較好。

技術領域

本發明屬于雙金屬納米催化劑的制備技術領域，具體涉及一種用于CO氧化反應中的金鈀納米催化劑的制備方法。

背景技術

經濟高速發展帶來各種含碳燃料的不完全燃燒，一氧化碳(CO)的排放越來越多。CO是一種氣體，雖然沒有顏色和氣味，但是對人體具有危害性，一旦從呼吸道進入人體后，極易導致機體組織缺氧，引起窒息或死亡，而常溫常壓下CO氣體密度與空氣密度接近，會導致人們在毫無察覺的情況下中毒。因此，一方面要減少CO的產生與排放，另一方面要利用有效的方法對CO進行消除。目前，通過催化氧化法消除CO應用廣泛，因此制備高活性、高穩定性的CO催化劑成為亟待解決的技術問題。

負載型Au-Pd雙金屬催化劑在CO氧化反應中表現出良好的催化效果。然而，金鈀納米顆粒活潑不穩定，在催化劑制備過程中容易發生團聚或者在反應過程發生流失等，造成催化活性降低。因此，通過改進制備方法控制合成高分散和高穩定的金鈀納米催化劑，仍是提高催化劑活性的關鍵，對消除CO也具有十分重要的意義。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供了一種用于CO氧化反應中的金鈀納米催化劑的制備方法，該方法制得的金鈀納米催化劑分散性好，催化劑顆粒分布均勻，活性組分利用率高，在CO氧化反應中金鈀納米催化劑的催化活性較高且穩定性較好。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種用于CO氧化反應中的金鈀納米催化劑的制備方法，其特征在于具體步驟為：將100mg二氧化鈦載體、4-6mL摩爾濃度為2.0mmol L^-1的HAuCl₄前驅體溶液和4-6mL摩爾濃度為2.0mmol L^-1的H₂PdCl₄前驅體溶液混合均勻，于25℃攪拌反應4h，之后將混合物通過離心分離，并用去離子水洗滌催化劑去除氯離子和表面其它雜質，再置于50℃烘箱中干燥，干燥后的樣品在惰性氣氛中于300℃熱處理，然后自然降溫制得金鈀納米催化劑。

進一步優選，所述二氧化鈦載體、摩爾濃度為2.0mmol L^-1的HAuCl₄前驅體溶液與摩爾濃度為2.0mmol L^-1的H₂PdCl₄前驅體溶液的投料配比優選為100mg:5mL:5mL。

進一步優選，所述金鈀納米催化劑的平均粒度為3nm且分布均勻，在CO氧化反應中，在100℃條件下CO的轉化率達到90％。

本發明將金、鈀兩種金屬混合形成合金結構，相比于其相應的單金屬催化劑，由于雙金屬之間存在協同作用能明顯提高催化劑的催化活性和穩定性。本發明以多級孔結構二氧化鈦為載體，利用其介孔孔道限制貴金屬納米粒子團聚，通過浸漬法負載金鈀前驅體溶液，經過惰性氣氛熱處理制備金鈀雙金屬納米催化劑。通過CO氧化反應評價催化劑性能，通過調控活性組分的負載方法，控制合成金鈀納米顆粒，探索制備高活性催化劑的制備工藝條件。