钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法，所述贵金属为铂或钯，贵金属的负载量为1wt％～5wt％，制备方法包括：一、制备钙钛矿型氧化物改性活性炭；二、将钙钛矿型氧化物改性活性炭加入碱性溶液中搅拌均匀，保温浸渍得到活性炭浆液；三、将贵金属化合物溶于稀盐酸中，得到活性组分溶液；四、将活性组分溶液加入活性炭浆液中，搅拌均匀，保温浸渍，得到含贵金属的活性炭浆液；五、将还原剂和碱液加入到含贵金属的活性炭浆液中，还原后过滤，得到滤饼，洗涤滤饼，得到钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂。本发明专利技术制备的贵金属催化剂反应活性高、选择性高、稳定性好，在使用过程中金属不易流失。

Preparation of noble metal catalyst supported on active carbon modified by perovskite oxide

The invention discloses a preparation method of precious metal catalyst supported by perovskite type oxide modified active carbon. The precious metal is platinum or palladium, and the loading amount of precious metal is 1wt% ~ 5wt%. The preparation method includes: 1. Preparation of perovskite type oxide modified active carbon; 2. Adding the perovskite type oxide modified active carbon into the alkaline solution to stir evenly, and soaking in heat preservation to obtain the activity 3. Dissolve the precious metal compound in dilute hydrochloric acid to obtain the active component solution; 4. Add the active component solution to the active carbon slurry, stir evenly, soak in heat preservation to obtain the active carbon slurry containing precious metal; 5. Add the reducing agent and alkali solution to the active carbon slurry containing precious metal, filter after reduction to obtain the filter cake, wash the filter cake and obtain the perovskite Noble metal catalysts supported on activated carbon modified by O-type oxides. The precious metal catalyst prepared by the invention has high reaction activity, high selectivity and good stability, and is not easy to lose metal in the use process.

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法
本专利技术属于贵金属催化剂的制备
，具体涉及一种钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法。
技术介绍
活性炭作为贵金属催化剂载体具有高比表面积、丰富孔结构、耐酸、碱以及容易实现贵金属回收等优点。以活性炭为载体所制备的贵金属催化剂已广泛用于精细化工品的制备和生产。不同种类的活性炭所具有的表面物理化学性质不同，导致所制备的催化剂性能存在较大的差异。因而关于活性炭载体的改性对贵金属催化剂性能影响的研究，已成为贵金属催化剂制备领域的一个研究热点。专利CN1436591A将颗粒活性炭先用盐酸处理，降低载体的灰分含量，将处理后的活性炭用氧化剂进行氧化处理，防止活性炭表面的还原基团对吸附液中的离子钯直接还原。然后对其进行洗涤，烘干，得到一种适合制备碳负载型贵金属催化剂的载体。酸处理后的活性炭采用添加氨水的方式对载体洗涤，除去Cl-，再用加热、水洗的方式除去多余的NH4+。专利106362719B采用硝酸对石墨化活性炭进行氧化处理，提高了石墨化活性炭微孔中表面含氧官能团的数量，然后在氨气气氛下进行热处理，使氨气与石墨化活性炭微孔表面的含氧官能团反应，以去除含氧集团，从而使微孔孔径扩大，从微孔变为介孔，具有烧失率低，介孔率高，孔径分布集中，稳定性好等特点。目前对活性炭载体的改性方法主要有酸处理、碱处理、氧化处理、高温热处理、盐处理等。酸、碱、盐处理通过浸渍和煮沸方法达到对活性炭载体杂质成分和表面含氧官能团的改性，但该方法使用过程中残留的改性试剂很难清除，产生含氮含盐废水会对环境造成一定程度的污染。活性炭在高温气氛下处理后，其表面疏水性提高，不利于亲水性反应物的吸附，使催化性能降低。钙钛矿型氧化物在元素组配和晶体结构方面具有灵活的可“化学剪裁”的设计特点，其结构特征使许多钙钛矿型化合物具有光、热、电、磁等物理特性和活化吸附分子、氧化还原等化学特性，在催化氧化、环境催化、催化加氢、加氢裂解、光催化、固体燃料电池及化学传感器等方面得到了广泛的研究和应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种制备工艺简单、重复性好的钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法。该方法通过钙钛矿型氧化物改性活性炭，在活性炭结构中引入具有特殊催化作用的钙钛矿型氧化物，在钙钛矿型氧化物形成过程中对活性炭表面结构进行改性，同时活性炭又对钙钛矿型氧化物的形成起到结构导向作用，两者相互作用，相互影响，克服了活性炭本身杂质对催化剂的影响，钙钛矿型氧化物结构单一、催化性能较低的缺点；通过在改性的活性炭上，根据其结构特点，采用沉积沉淀法负载贵金属，并采用甲醛还原，保证了活性金属组分的彻底还原和在活性炭孔道内产生“蛋壳型”的分布和小尺寸的贵金属粒子，制备的贵金属催化剂反应活性高、选择性高、稳定性好，在使用过程中金属不易流失。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述贵金属为铂或钯，贵金属的负载量为1wt％～5wt％，所述催化剂的制备方法包括：步骤一、按照钙钛矿型氧化物的通式ABO3中A和B的化学计量比将可溶性A盐和可溶性B盐溶于去离子水中，得到混合溶液；将粉末活性炭加入所述混合溶液中搅拌均匀，然后放入烘箱中干燥，最后于氮气和氧气的混合气氛中焙烧，得到钙钛矿型氧化物改性活性炭；所述A为La，B为Fe、Co、Ni或Cr；步骤二、将钙钛矿型氧化物改性活性炭加入碱性溶液中搅拌均匀，于50℃～80℃条件下保温浸渍1h～3h，得到活性炭浆液；步骤三、将贵金属化合物溶于质量浓度为5％～10％的稀盐酸中，得到活性组分溶液；所述贵金属化合物为氯铂酸或氯化钯；步骤四、将步骤三中所述活性组分溶液加入步骤二中所述活性炭浆液中，搅拌均匀，于50℃～80℃条件下保温浸渍3h～6h，得到含贵金属的活性炭浆液；步骤五、将还原剂和碱液加入到步骤四中所述含贵金属的活性炭浆液中，还原后过滤，得到滤饼，用去离子水洗涤滤饼至无氯离子，得到钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂。上述的钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，骤一中所述粉末活性炭的比表面积为800m2/g～1500m2/g。上述的钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述可溶性A盐为A的盐酸盐或硝酸盐，可溶性B盐为B的盐酸盐或硝酸盐，A的质量为粉末活性炭质量的0.5％～1.5％。上述的钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述搅拌的温度为50℃～90℃，搅拌的时间为8h～12h。上述的钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述烘箱的温度为100℃～120℃，干燥的时间为10h～14h。上述的钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述氮气和氧气的混合气氛中氧气的体积百分含量为10％，所述焙烧的温度为600℃～800℃，焙烧的时间为5h～8h。上述的钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤二中所述碱性溶液为质量浓度为2％～5％的氢氧化钠水溶液或质量浓度为2％～5％的氢氧化钾水溶液。上述的钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤五中所述还原剂为甲醛，还原剂的体积为贵金属质量的5～15倍，其中体积的单位为mL，质量的单位为g。上述的钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤五中所述碱液为碳酸钠溶液或碳酸钾溶液，碱液的用量为保持浆液体系的pH值为8.0～9.0。上述的钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤五中所述还原的温度为70℃～90℃，还原时间2h～4h。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术通过钙钛矿型氧化物改性活性炭，在活性炭结构中引入具有特殊催化作用的钙钛矿型氧化物，在钙钛矿型氧化物形成过程中对活性炭表面结构进行改性，同时活性炭又对钙钛矿型氧化物的形成起到结构导向作用，两者相互作用，相互影响，克服了活性炭本身杂质对催化剂的影响，钙钛矿型氧化物结构单一、催化性能较低的缺点。2、本专利技术通过在改性的活性炭上，根据其结构特点，采用沉积沉淀法负载贵金属，并采用甲醛还原，保证了活性金属组分的彻底还原和在活性炭孔道内产生“蛋壳型”的分布和小尺寸的贵金属粒子，制备的贵金属催化剂反应活性高、选择性高、稳定性好，在使用过程中金属不易流失。3、本专利技术通过钙钛矿型氧化物改性活性炭，避免了传统活性炭酸处理、碱处理、氧化处理、高温热处理、盐处理等改性方式引起的环境污染、催化剂性能低等缺点。4、本专利技术在活性炭结构中引入具有独特结构和特殊催化作用的钙钛矿型氧化物进行改性，钙钛矿型氧化物的A位和B位也可被其他金属离子部分取代而保持其晶体结构基本不变，避免了传统催化剂制备过程中因为助金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述贵金属为铂或钯，贵金属的负载量为1wt％～5wt％，所述催化剂的制备方法包括：/n步骤一、按照钙钛矿型氧化物的通式ABO

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述贵金属为铂或钯，贵金属的负载量为1wt％～5wt％，所述催化剂的制备方法包括：
步骤一、按照钙钛矿型氧化物的通式ABO3中A和B的化学计量比将可溶性A盐和可溶性B盐溶于去离子水中，得到混合溶液；将粉末活性炭加入所述混合溶液中搅拌均匀，然后放入烘箱中干燥，最后于氮气和氧气的混合气氛中焙烧，得到钙钛矿型氧化物改性活性炭；所述A为La，B为Fe、Co、Ni或Cr；
步骤二、将钙钛矿型氧化物改性活性炭加入碱性溶液中搅拌均匀，于50℃～80℃条件下保温浸渍1h～3h，得到活性炭浆液；
步骤三、将贵金属化合物溶于质量浓度为5％～10％的稀盐酸中，得到活性组分溶液；所述贵金属化合物为氯铂酸或氯化钯；
步骤四、将步骤三中所述活性组分溶液加入步骤二中所述活性炭浆液中，搅拌均匀，于50℃～80℃条件下保温浸渍3h～6h，得到含贵金属的活性炭浆液；
步骤五、将还原剂和碱液加入到步骤四中所述含贵金属的活性炭浆液中，还原后过滤，得到滤饼，用去离子水洗涤滤饼至无氯离子，得到钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂。


2.根据权利要求1所述的钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，骤一中所述粉末活性炭的比表面积为800m2/g～1500m2/g。


3.根据权利要求1所述的钙钛矿型氧化物改性活性炭负载贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述可溶性A盐为A的盐酸盐或硝酸盐，可溶性B盐为B的盐酸盐或硝酸盐，A的质量为粉末活性炭质量的0.5％～...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫江梅，张鹏，李岳锋，王慧，唐良，李凡，万克柔，曾永康，
申请(专利权)人：西安凯立新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61