[發明專利]LaSPC負載PtOx納米晶催化劑的制備方法及應用

在審

• 申請號: 201910090812.2
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109772318A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 左樹鋒;成珍;陳珠;鄭潔
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63;B01D53/86;B01D53/72;B01D53/44
• 代理公司: 紹興普華聯合專利代理事務所(普通合伙) 33274
• 代理人: 韓云涵

本發明公開了LaSPC負載PtO_x納米晶催化劑的制備方法及應用，制備方法包括兩個步驟：一是載體LaSPC的制備，二是Pt/LaSPC催化劑的制備。本發明以價廉易得、儲量豐富的粘土為原料制備稀土功能化的柱撐粘土LaSPC，進而以LaSPC為載體通過高溫液相還原法制備LaSPC負載PtO_x納米晶催化劑，并用于低濃度苯的催化降解。制備方法簡單，成本低，制備的催化劑的活性組分顆粒小且分散均勻，催化降解苯的活性高、穩定性好，可廣泛應用于工業源排放VOCs的催化降解。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，特別是涉及LaSPC負載PtO_x納米晶催化劑的制備方法及應用。

背景技術

揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds，簡稱VOCs)主要來源于汽車尾氣、工業過程以及人類活動。它們主要含有芳烴和醛。這些物質由于具有毒性、致畸和致癌性，因此對環境和人體健康是有害的。為了切實改善大氣環境質量，國家積極推進VOCs的污染防治工作。目前對VOCs的處理方法中，催化燃燒法具有起燃溫度低、消除效率高以及無二次污染等特點，因此是非常有效的。這種催化技術的關鍵是制備具有高活性、高穩定性的催化劑。

現在用于VOCs催化燃燒的催化劑，主要是負載金屬催化劑，包括載體和活性組分。其中常見的載體有分子篩載體，如Y、ZSM-5、MCM-41、SBA-15等；金屬氧化物載體，如γ-Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂、SiO₂、Fe₂O₃等。其中，分子篩載體容易發生積碳現象，導致活性位被覆蓋，從而使得催化劑的活性降低。金屬氧化物載體也有一些缺點，比如比表面積小，活性位少，熱穩定性差。而天然粘土材料儲量豐富、價廉易得，因此引起了廣泛的關注。盡管天然粘土材料孔徑分布不均勻、層間距較小、熱穩定性較差，由天然粘土合成的柱撐粘土(PILCs)材料的性能大大改善，目前廣泛研究的是聚合羥基多核金屬陽離子一類的無機柱化劑，如Al、Zr、Ti、Cr、Fe等及其復合物。但是這些PILCs的比表面積較小，一般在200～300m²/g之間，其作為載體沒有活性，稀土功能化的步驟較為繁瑣。因此，急需開發一種具有大比表面積、功能化且合成方法簡單的PILC。

負載金屬催化劑的活性組分主要包括貴金屬和過渡金屬。過渡金屬價格便宜但低溫催化活性較差。而貴金屬(如Pt、Pd、Ru、Au等)表現出較高的低溫催化活性和穩定性。然而傳統的貴金屬催化劑的制備方法(浸漬法和共沉淀法)不能有效地控制活性組分的微觀結構，比如其分散、粒徑分布及表面形貌。因此，急需開發一種活性組分分散好、顆粒小的催化劑的制備技術。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供LaSPC負載PtO_x納米晶催化劑的制備方法及應用，所制備的催化劑具有高活性、高穩定性且制備成本低的特點，可用于苯的催化降解。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

LaSPC負載PtO_x納米晶催化劑的制備方法，包括以下步驟：