一种双金属核壳催化剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术属于无机金属催化剂技术领域，具体涉及一种双金属核壳催化剂的制备方法及其应用。本发明专利技术提供了一种双金属核壳催化剂的制备方法，本发明专利技术还提供了一种上述双金属核壳催化剂在有机废气催化燃烧净化领域的应用。本发明专利技术提供的技术方案制得的催化剂，起到催化效应的双金属纳米粒子可均匀地负载在载体上；进一步地，经实验测定可得，在挥发性有机物催化燃烧净化反应中表现出优越的催化性能，同时，催化剂的用量大幅减少，有效降低了催化成本。本发明专利技术提供的一种双金属核壳催化剂及其应用，解决了现有技术中，无法兼顾金属催化剂的高催化活性及低成本的技术缺陷。

Preparation and application of a bimetallic core-shell catalyst

The invention belongs to the technical field of inorganic metal catalysts, in particular to the preparation method and application of a bimetallic core-shell catalyst. The invention provides a preparation method of a bimetallic core-shell catalyst, and also provides an application of the bimetallic core-shell catalyst in the field of catalytic combustion and purification of organic waste gas. The catalyst prepared by the technical scheme provided by the invention can be uniformly loaded on the carrier with bimetallic nanoparticles having catalytic effect; furthermore, the experimental results show that the catalyst exhibits superior catalytic performance in the catalytic combustion and purification reaction of volatile organic compounds, while the amount of catalyst is greatly reduced and the effective reduction is achieved. Low catalytic cost. The invention provides a bimetallic core-shell catalyst and its application, which solves the technical defects of the prior art that the high catalytic activity and low cost of the metal catalyst can not be taken into account.

【技术实现步骤摘要】
一种双金属核壳催化剂的制备方法及其应用
本专利技术属于无机金属催化剂
，具体涉及一种双金属核壳催化剂的制备方法。
技术介绍
贵金属(Pt、Pd)因其优异的低温催化氧化活性以及良好的稳定性，被广泛用于催化燃烧净化挥发性有机化合物(VolatileOrganiccompounds，VOCs)。为了维持对VOCs高的催化净化活性，当前，催化剂中贵金属使用量一般都在1.0wt.％以上，所以，如何在保持催化剂高活性的基础上，尽量减少贵金属的用量，从而降低催化剂成本，一直是困扰其大规模推广应用的关键问题。双金属核壳结构催化剂，由于核金属会对壳层金属产生独特的物理和化学效应，在近年来受到越来越多的关注。如核金属与壳层金属之间由于配位效应而存在的电子相互转移，会影响壳层金属的d带宽度和电子填充情况，进而影响其吸附活化能，导致催化氧化活性产生变化。有鉴于此，研发出一种双金属核壳催化剂及其应用，用于解决现有技术中，无法兼顾金属催化剂的高催化活性及低成本的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种双金属核壳催化剂及其应用，用于解决现有技术中，无法兼顾金属催化剂的高催化活性及低成本的技术缺陷。本专利技术提供了一种双金属核壳催化剂的制备方法，所述制备方法为：步骤一、AgNO3、保护剂和还原剂加入溶剂中，搅拌得第一产物；步骤二、Pd源加入所述第一产物中，搅拌得第二产物；步骤三、第二产物用有机溶剂萃取后，收集有机相，得第三产物；步骤四、载体加入所述第三产物中，静置吸附后过滤，收集沉淀，沉淀干燥得双金属核壳催化剂产品。优选地，步骤一中，所述溶剂为油胺，所述保护剂为油胺，所述还原剂为油胺；步骤二中，所述Pd源为二乙酰丙酮钯。优选地，步骤一中，600～1500r/min，所述搅拌的温度为130～170℃，所述搅拌的时间为100～180min；步骤二中，所述搅拌的转速为600～1500r/min，所述搅拌的温度为130～170℃，所述搅拌的时间为100～180min。。优选地，以摩尔份计，AgNO3、保护剂、还原剂、溶剂的投料比为(0.2～0.8):(0.5～1.5):(0.5～1.5):(40000～65000)。优选地，步骤一中，所述溶剂为蒸馏水，所述保护剂为柠檬酸钠，所述还原剂为硼氢化钠；步骤二中，所述Pd源为氯钯酸钠。优选地，步骤一中，所述搅拌的转速为600～1500r/min，所述搅拌的温度为25～40℃，所述搅拌的时间为150～240min；步骤二中，所述搅拌的转速为600～1500r/min，所述搅拌的温度为25～40℃，所述搅拌的时间为150～240min。优选地，以摩尔份计，AgNO3与油胺的投料比为(0.2～0.8):(100～600)。优选地，步骤三中，所述第二产物与有机溶剂的体积比为(40～100):(40～100)。优选地，以摩尔份计，AgNO3与Pd源的投料比为(0.2～0.8):(0.05～0.28)。优选地，步骤四中，所述载体为：TiO2和/或MnO2。优选地，步骤四中，所述载体与所述第三产物的投料比为(0.3～1.0):(40～100)g/ml。优选地，步骤四中，所述静置吸附为温度为20～35℃，所述静置吸附的时间为150～200min本专利技术还提供了一种包括以上任意一项所述的双金属核壳催化剂在有机废气催化燃烧净化领域的应用。综上所述，本专利技术提供了一种双金属核壳催化剂的制备方法，为：步骤一、AgNO3、保护剂和还原剂加入溶剂中，搅拌得第一产物；步骤二、Pd源加入所述第一产物中，搅拌得第二产物；步骤三、第二产物用甲苯萃取后，收集有机相，得第三产物；步骤四、载体加入所述第三产物中，静置吸附后过滤，收集沉淀，沉淀干燥得双金属核壳催化剂产品。本专利技术还提供了一种上述双金属核壳催化剂在有机废气催化燃烧净化领域的应用。本专利技术提供的技术方案制得的催化剂，起到催化效应的双金属纳米粒子可均匀地负载在载体上；进一步地，经实验测定可得，在挥发性有机物催化燃烧净化反应中表现出优越的催化性能，同时，催化剂的用量大幅减少，有效降低了催化成本。本专利技术提供的一种双金属核壳催化剂及其应用，解决了现有技术中，无法兼顾金属催化剂的高催化活性及低成本的技术缺陷。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为实施例1中，所制得的第三产物1的EDS元素分析结果示意图；图2为实施例4中，所制得的第三产物4的EDS元素分析结果示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供的一种双金属核壳催化剂及其应用，解决了现有技术中，无法兼顾金属催化剂的高催化活性及低成本的技术缺陷。下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了更详细说明本专利技术，下面结合实施例对本专利技术提供的一种双金属核壳催化剂及其应用，进行具体地描述。实施例10.5molAgNO3、1mol保护剂和1mol还原剂加入56000mol蒸馏水中，以转速为1200r/min，温度为30℃搅拌200min，得第一产物1；本实施例中，保护剂为柠檬酸钠，还原剂为硼氢化钠。将0.15molPd源加入第一产物1中，以转速为1500r/min，温度为30℃搅拌240min得第二产物1；其中，Pd源为氯钯酸钠。第二产物1用甲苯萃取后，收集有机相，得第三产物1；其中，第二产物1与甲苯的体积比为100:100。0.5g载体加入100ml第三产物中，在25℃经150min静置吸附后，过滤收集沉淀，沉淀经干燥，得双金属核壳催化剂产品1；其中，载体为TiO2。实施例20.2molAgNO3、0.5mol保护剂和0.5mol还原剂加入40000mol蒸馏水中，以转速为800r/min，温度为40℃搅拌150min，得第一产物2；本实施例中，保护剂为柠檬酸钠，还原剂为硼氢化钠。将0.06molPd源加入第一产物2中，以转速为1000r/min，温度为40℃搅拌200min得第二产物2；其中，Pd源为氯钯酸钠。第二产物2用甲苯萃取后，收集有机相，得第三产物2；其中，第二产物2与甲苯的体积比为80:80。0.5g载体加入80ml第三产物中，在20℃经200min静置吸附后，过滤收集沉淀，沉淀经干燥，得双金属核壳催化剂产品2；其中，载体为MnO2。实施例30.8molAgNO3、1.5mol保护剂和1.5mol还原剂加入65000蒸馏水中，以转速为1000r/min，温度为25℃搅拌240min，得第一产物3；本实施例中，保护剂为柠檬酸钠，还原剂为硼氢化钠。将0.28molPd源加入第一产物3中，以转速为1500r/min，温度为25℃搅拌240min得第二产物3；其中，Pd源为氯钯酸钠。第二产物3用甲苯萃取后，收集有机相，得第三产物3；其中，第二产物3与甲苯的体积比为100:100。0.8g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双金属核壳催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：步骤一、AgNO3、保护剂和还原剂加入溶剂中，搅拌得第一产物；步骤二、Pd源加入所述第一产物中，搅拌得第二产物；步骤三、第二产物用甲苯萃取后，收集有机相，得第三产物；步骤四、载体加入所述第三产物中，静置吸附后过滤，收集沉淀，沉淀干燥得双金属核壳催化剂产品。

【技术特征摘要】
1.一种双金属核壳催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：步骤一、AgNO3、保护剂和还原剂加入溶剂中，搅拌得第一产物；步骤二、Pd源加入所述第一产物中，搅拌得第二产物；步骤三、第二产物用甲苯萃取后，收集有机相，得第三产物；步骤四、载体加入所述第三产物中，静置吸附后过滤，收集沉淀，沉淀干燥得双金属核壳催化剂产品。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述溶剂为油胺，所述保护剂为油胺，所述还原剂为油胺；步骤二中，所述Pd源为二乙酰丙酮钯。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，600～1500r/min，所述搅拌的温度为130～170℃，所述搅拌的时间为100～180min；步骤二中，所述搅拌的转速为600～1500r/min，所述搅拌的温度为130～170℃，所述搅拌的时间为100～180min。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，以摩尔份计，AgNO3、保护剂、还原剂、溶剂的投料比为(0.2～0.8):(0.5～1.5):(0.5～1.5):(40000～65000)。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述溶剂为蒸馏水，所述保护剂为柠檬酸钠，所述还原剂为硼氢化钠；步骤二中，所述Pd源为氯钯酸钠。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永峰，刘芳芳，范云，余林，余倩，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44