一种用于催化NO的Pt掺杂GdMn制造技术

本发明专利技术提供了一种用于催化NO的Pt掺杂GdMn

【技术实现步骤摘要】
一种用于催化NO的Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4催化剂及其制备方法
本专利技术属于催化剂制备
，特别涉及一种用于催化NO的Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4催化剂及其制备方法。
技术介绍
随着我国经济持续高速发展，人民物质生活水平日益提高，汽车逐渐在各个家庭中普及，并且近年来呈现井喷式的增长，但是，随之而来汽车尾气排放量的增大，也为环境带来了危害。汽车尾气中含有大量的一氧化碳(CO)、碳氢化物(HC)和氮氧化物(NOx)，这些有害气体不仅严重危害人类呼吸系统，还会造成大气污染，是近年来雾霾频发的元凶之一。快速的选择性催化还原反应(fast-SCR)是将氮氧化物转化成清洁的氮气和水有效的方法，在这个过程中需要高效的催化剂实现快速的NO氧化以适应尾气的快速处理。贵金属具有良好的氧化性能，是作为高效催化剂的优秀材料之一，然而贵金属普遍价格较高，储量有限，限制了其大范围使用的。因此，寻找设计廉价、高效的催化剂以代替贵金属是目前脱硝领域关注的焦点之一。
技术实现思路
为改善上述背景中所存在的现状，本专利技术提供一种Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料及其制备方法，该材料廉价且具有优秀的催化性能，具体方法如下：(1)Pt掺杂GdMn2O5的制备：称取硝酸钆和硝酸铂溶于30mL的去离子水中，搅拌3-10min后分别称取高锰酸钾和硝酸锰同时加入到硝酸钆和硝酸铂的水溶液中，磁力搅拌30min并加水定容至50mL，在搅拌条件下往上述溶液中加入NaOH溶液，逐滴滴加过氧化氢继续搅拌2h，将沉淀物用去离子水洗涤过滤，在80℃干燥12h后收集，然后研磨以得到粉末状的前驱体，最后将前驱体进行二次煅烧收集得到Pt掺杂GdMn2O5。(2)Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料的制备：将步骤(1)制备的GdMn2O5粉末超声分散于100ml去离子水中，然后加入硝酸钴搅拌20min。将碳酸钠水溶液添加到上述混合液中沉积Co2+阳离子，将混合溶液进一步在剧烈搅拌下于室温放置2小时，将沉淀物用去离子水洗涤过滤，然后置于80℃的烘箱中干燥12h，取出并在空气中以2℃/min的升温速率煅烧，收集得到Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料。进一步的，步骤(1)所用的硝酸钆、硝酸铂、高锰酸钾、硝酸锰的摩尔量分别为2～4.5mmol、1～2mmol、1～2.5mmol、3～5mmol。进一步的，步骤(1)中滴加NaOH至溶液的pH值为8.5～9.5，过氧化氢的用量为2～6mmol。优选的，步骤(1)所述Pt掺杂GdMn2O5的制备，前驱体第一次煅烧温度500℃，煅烧时间为8h。优选的，步骤(1)所述Pt掺杂GdMn2O5的制备，前驱体第二次煅烧温度800℃，煅烧时间为8h。进一步的，步骤(2)所述Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料的制备，硝酸钴和GdMn2O5摩尔比为0.05～0.5:1。优选的，步骤(2)所述Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料的制备，采用的碳酸钠水溶液浓度为0.5mol/L。进一步的，步骤(2)所述Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料的制备，干燥后沉淀物的煅烧温度为400～600℃，煅烧时间为4～7h。本专利技术的有益效果为：贵金属作为催化剂使用普遍价格较高，储量有限，本专利技术提供的Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料催化剂对NO具有高效的转化率，在300℃对NO的转化率达到89％，而单纯的GdMn2O5对NO的转化率只有41％。将贵金属Pt与GdMn2O5进行掺杂，降低了贵金属催化剂的使用量，从而使催化剂生产成本降低，同时还能防止催化剂使用过程中发生团聚。具有优秀的稳定性，对于汽车尾气中NO的氧化催化活性好，存在良好的应用前景。附图说明图1为实施例1和对比例1的XRD图；图2为实施例1～4和对比例1的NO催化性能曲线图。具体实施方式实施例1一种Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)Pt掺杂GdMn2O5的制备：将称取的3.5mmol的硝酸钆和1.5mmol硝酸铂溶于30mL的去离子水中，搅拌10min，分别称取2mmol的高锰酸钾和4mmol的硝酸锰同时加入到硝酸钆和硝酸铂的水溶液中，磁力搅拌30min并加水定容至50mL，在搅拌条件下往上述溶液中加入4mol/L的NaOH溶液至溶液的pH＝9，逐滴添加30％4mmol的过氧化氢溶液继续搅拌2h，将沉淀物用去离子水洗涤过滤，在80℃干燥12h后收集，然后研磨以得到粉末状的前驱体，最后将前驱体在500℃煅烧8h，然后升温至800℃继续煅烧8h收集得到Pt掺杂GdMn2O5。(2)Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料的制备：将步骤(1)制备的GdMn2O5粉末超声分散于100ml去离子水中，然后加入硝酸钴搅拌20min，硝酸钴和Pt掺杂GdMn2O5摩尔比为0.05:1。将0.5mol/L的碳酸钠水溶液添加到上述混合液中沉积Co2+阳离子，将混合溶液进一步在300r/min剧烈搅拌下于室温放置2小时，将沉淀物用去离子水洗涤过滤，然后置于80℃的烘箱中干燥12h，取出并在500℃的空气中以2℃/min的升温速率煅烧6h收集得到Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料。实施例2一种Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)Pt掺杂GdMn2O5的制备：将称取的4mmol的硝酸钆和2mmol硝酸铂溶于30mL的去离子水中，搅拌片刻分别称取1.5mmol的高锰酸钾和4mmol的硝酸锰同时加入到硝酸钆和硝酸铂的水溶液中，磁力搅拌30min并加水定容至50mL，在搅拌条件下往上述溶液中加入4mol/L的NaOH溶液至溶液的pH＝9，逐滴添加30％4mmol的过氧化氢溶液继续搅拌2h，将沉淀物用去离子水洗涤过滤，在80℃干燥12h后收集，然后研磨以得到粉末状的前驱体，最后将前驱体在500℃煅烧8h，然后升温至800℃继续煅烧8h收集得到Pt掺杂GdMn2O5。(2)Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料的制备：将步骤(1)制备的GdMn2O5粉末超声分散于100ml去离子水中，然后加入硝酸钴搅拌20min，硝酸钴和Pt掺杂GdMn2O5摩尔比为0.2:1。将0.5mol/L的碳酸钠水溶液添加到上述混合液中沉积Co2+阳离子，将混合溶液进一步在300r/min剧烈搅拌下于室温放置2小时，将沉淀物用去离子水洗涤过滤，然后置于80℃的烘箱中干燥12h，取出并在600℃的空气中以2℃/min的升温速率煅烧4h收集得到Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料。实施例3一种Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)Pt掺杂GdMn2O5的制备：将称取的4.5mmol的硝酸钆和1mmol硝酸铂溶于30mL的去离子水中，搅拌片刻分别称取2.5mmol的高锰酸钾和4.5mmol的硝酸锰同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Pt掺杂GdMn

【技术特征摘要】
1.一种Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料的制备方法，其特征在于：
(1)Pt掺杂GdMn2O5的制备：称取硝酸钆和硝酸铂溶于30mL的去离子水中，搅拌3-10min后分别称取高锰酸钾和硝酸锰同时加入到硝酸钆和硝酸铂的水溶液中，磁力搅拌30min并加水定容至50mL，在搅拌条件下往上述溶液中加入NaOH溶液，之后逐滴滴加过氧化氢继续搅拌2h，将沉淀物用去离子水洗涤过滤，在80℃干燥12h后收集，然后研磨以得到粉末状的前驱体，最后将前驱体进行二次煅烧收集得到Pt掺杂GdMn2O5；
(2)Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料的制备：将步骤(1)制备的Pt掺杂GdMn2O5粉末超声分散于100ml去离子水中，然后加入硝酸钴搅拌20min，将碳酸钠水溶液添加到上述混合液中沉积Co2+阳离子，将混合溶液进一步在剧烈搅拌下于室温放置2小时，将沉淀物用去离子水洗涤过滤，然后置于80℃的烘箱中干燥12h，取出并在空气中以2℃/min的升温速率煅烧，收集得到Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料。


2.根据权利要求1所述一种Pt掺杂GdMn2O5/Co3O4复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所用的硝酸钆、硝酸铂、高锰酸钾、硝酸锰的摩尔量分别为2～4.5mmol、1～2mmol、1～2.5mmol、3～5mmol。


3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：方金丹，
申请(专利权)人：方金丹，
类型：发明
国别省市：北京;11