[發明專利]一種金修飾錳基氧化物催化劑及其制備和應用

有效

• 申請號: 202110074661.9
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112844383B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 門勇;王金果;劉爽;孫乙力;戴玉桃;邱健強
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學;上海汽車集團股份有限公司商用車技術中心
• 主分類號: B01J23/68
• 分類號: B01J23/68;F23G7/07;F01N3/28
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種金修飾錳基氧化物催化劑在催化柴油車尾氣排放碳煙顆粒物燃燒的氧化反應中的應用，其特征在于：所述催化劑是金屬/氧化物復合催化劑，金屬活性組分負載于氧化物載體上，其中用于作載體的是六邊形納米盤Mn₃O₄，六邊形由二條長邊和四條短邊依次順序連接而成，二條長邊的兩端分別通過二條相連的短邊連接，長邊的邊長為50~70 nm，短邊的邊長為35~40 nm，納米盤厚度為15~20 nm，活性組分是貴金屬Au元素，Au顆粒粒徑分布介于2~6 nm；

所述的金屬/氧化物復合催化劑的化學組成為Au_x/Mn₃O₄，x為Au與Mn的摩爾比，x =0.005~0.05的復合催化劑；

所述的催化劑的制備方法分為兩步，首先是制備六邊形Mn₃O₄納米盤催化劑，然后是在氧化錳上擔載Au；

1）氧化物載體的制備步驟如下：

將0.1~0.3M 的MnAc₂水溶液與1~3M 的NaOH 水溶液充分混合，加入1-2g的葡萄糖；MnAc₂水溶液與NaOH水溶液的體積比為1：1，每30mL的MnAc₂水溶液加入的葡萄糖量為1~2g；

然后將混合溶液置于160-200℃下進行水熱反應16-24 h；

水熱程序后，用蒸餾水和無水乙醇洗滌去除雜質，然后再干燥；最后，在400-600℃下煅燒2-6 h，得到的樣品標記為六邊形Mn₃O₄納米盤;

2）Mn₃O₄擔載Au的方法如下：

將Au的前軀體鹽的水溶液與作為催化劑載體的六邊形Mn₃O₄納米盤混合，加入穩定劑，在超聲振蕩下得到混合溶液；混合溶液邊攪拌邊烘干多余水分，水洗后干燥，最后放入馬弗爐煅燒，得所需催化劑；前驅體鹽采用5~10mmol/L的HAuCl₄水溶液，采用1~2mol/L的PVP水溶液作為穩定劑，它們的體積比為1：0.5-2；

煅燒過程通空氣，并且煅燒溫度控制在400-800℃，時間4-6h。

2.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：所述的Au/Mn₃O₄催化劑在金屬與氧化物界面處有氧空位和表面活性氧。

3.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：前驅體鹽采用1~2mol/L的PVP水溶液作為穩定劑。

4.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：混合溶液邊攪拌邊烘干的溫度控制在50-100℃之間。

5.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：所述的金屬/氧化物復合催化劑的化學組成為Au_x/Mn₃O₄，x為Au與Mn的摩爾比， x=0.03的復合催化劑。

6.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：混合溶液置于180-200℃下進行水熱反應20-22h；

水熱程序后，用蒸餾水和無水乙醇洗滌去除雜質，然后再干燥；最后，在450-500℃下煅燒3-4h，得到的樣品標記為六邊形Mn₃O₄納米盤。

7.根據權利要求1所述的應用，其特征在于：所述柴油車為采用柴油發動機的車輛。