一种Pt基催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种Pt基催化剂及其制备方法，其中，一种Pt基催化剂包括载体和负载在载体上的Pt颗粒，以及锡氧化物；所述锡含量为载体重量的0.1wt％～4wt％，优选为0.1wt％～0.6wt％，更优选为0.1wt％～0.3wt％。本发明专利技术提供的一种Pt基催化剂不仅仅具有更小粒径的Pt颗粒，并且Pt颗粒在载体上的负载更加均匀，具有更高的催化活性。

【技术实现步骤摘要】
一种Pt基催化剂及其制备方法
本专利技术涉及催化剂领域，具体涉及一种Pt基催化剂及其制备方法。
技术介绍
甲醛已被世界卫生组织(WHO)和中国国家环保部门列入VOCs的控制名录，是目前最令人关注的室内气态污染物之一。由于其亲电子特性(electrOphile)，可与人体DNA，RNA和蛋白质等大分子发生反应，形成可逆的加成物或不可逆的交联结构，进而危害人体细胞或器官。在甲醛环境下的暴露，短期会使人体的呼吸道粘膜受到刺激，长期的则有可能诱发癌症和新生儿畸形等危害。目前消除室内空气中甲醛的主要途径是吸附和氧化。吸附技术主要利用活性炭的丰富孔道以及表面官能团对甲醛的吸附能力，但是该技术存在很大问题，当甲醛吸附饱和时，便不再具备吸附甲醛能力，同时易产生二次污染；氧化技术则是将甲醛完全氧化为无害的水和二氧化碳，除了使用氧化剂O3、H2O2和生物氧化酶外,通常使用金属及金属氧化物催化剂催化氧化甲醛。其中，Pt基催化剂由于催化活性高，无二次污染等优点，逐渐进入研究人员视野。而目前Pt基催化剂存在的主要问题是金属颗粒易团聚、烧结，进而导致催化活性难以提升。活性氧化铝由于其高比表面积，高强度以及对Pt颗粒的化学锚定作用，通常被用作载体，用于制备Pt/Al2O3催化剂，但是Pt/Al2O3催化剂仍存在金属颗粒较大，分散度不高，进而导致催化活性受限等问题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的Pt基催化剂中Pt颗粒较大的缺陷，从而提供一种具有更高催化活性的Pt基催化剂，并公开了该Pt基催化剂的制备方法。一种Pt基催化剂，包括载体和负载在载体上的Pt颗粒，以及锡氧化物。所述锡含量为载体重量的0.1wt％～4wt％，优选为0.1wt％～0.6wt％，更优选为0.1wt％～0.3wt％。所述载体为铝氧化物与铈氧化物的复合载体CeAlO。所述复合载体CeAlO中铝与铈的质量比为1～10，优选为1.5～6.5。所述Pt颗粒的含量为载体重量的0.05wt％～1.0wt％，优选为0.05wt％～0.5wt％，更优选为0.09wt％～0.15wt％。一种Pt基催化剂的制备方法，包括如下步骤：获取载体；将含铂前体盐和含锡前体盐添加到溶剂中，溶解并混合均匀后获得混合液；将载体和混合液混合均匀后老化、干燥、还原即可。所述含铂前体盐为硝酸铂、氯铂酸中的至少一种；所述含锡前体盐为氯化亚锡、硫酸锡、硝酸亚锡中的至少一种；所述溶剂为水。所述老化的时间为5～10h；所述干燥的温度为60℃～110℃，时间为2～10h；所述还原在H2气氛中进行，还原的温度为200℃～500℃，时间为0.5～2h；优选的，所述干燥温度为80℃～90℃，干燥时间为6～8h；还原温度为200℃～300℃，还原时间为0.5～1h。所述载体的制备方法为：将铝氧化物前体盐与铈氧化物前体盐在搅拌作用下加入到甲苯和乙醇的混合溶液中搅拌均匀，反应、干燥即可。所述载体的制备方法中，甲苯与乙醇的质量比为0.1～1；反应温度为50℃～100℃，反应时间为1～5h；干燥温度为60℃～110℃，干燥时间为2～10h；优选的，甲苯与乙醇的质量比为0.5～1；反应温度为80℃～100℃；干燥温度为80℃～90℃，干燥时间为6～8h。所述铝氧化物前体盐为硝酸铝、异丙醇铝、硫酸铝中的至少一种；或/和，所述铈氧化物前体盐为醋酸铈、硝酸铈、硫酸铈、氯化铈中的至少一种。所述反应和干燥步骤之间还包括混合溶液的蒸发步骤。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的催化剂中包括有助剂锡氧化物，该锡氧化物在含Pt的催化剂制备过程中，能够对Pt金属产生电子效应和几何效应，能够进一步减小Pt颗粒尺寸，有效提高Pt基催化剂的催化活性和稳定性；其中，产生电子效应和几何效应的原理如下：Sn与Pt之间具有电子作用，即Sn给Pt电子，锡氧化物与Pt和载体之间形成强相互作用，有利于Pt颗粒的锚定；而锡氧化物能够将催化剂表面上的大铂原子簇分割为较小的铂原子簇；通过上述锡氧化物对Pt金属的电子效应和几何效应即可有效达到提高Pt基催化剂的催化活性和稳定性的目的；并且，本专利技术的Pt基催化剂可持续高效地将甲醛完全分解且不会生成中间产物造成二次污染，并且制备工艺简单，可用于空气净化领域的放大生产。2.本专利技术提供的载体优选为铝氧化物与铈氧化物的复合载体CeAlO，该复合载体CeAlO不仅仅具有Al2O3载体的优点，具有高比表面积和高强度，并且还利用了其中的铈氧化物的储放氧特性，可以进一步稳定Pt的活性状态，同时该铈氧化物还可以稳定锡氧化物的活性状态，降低反应活化能，显著提升催化活性和稳定性；并且，本专利技术通过复合载体CeAlO与锡氧化物的配合，应用到Pt基催化剂中时，能达到各自功能协同增效的作用，进而显著提升催化性能。3.本专利技术提供了该Pt基催化剂的制备工艺，包括工艺参数条件的进一步优化，在工艺条件的优化下能获得使制备得到的Pt基催化剂的催化活性和稳定性更好，效果更显著。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例1中制备得到的Pt基催化剂的SEM电镜图；图2是本专利技术实施例2中制备得到的Pt基催化剂的SEM电镜图；图3是本专利技术对比例1中制备得到的Pt基催化剂的SEM电镜图。具体实施方式提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。实施例1一种Pt基催化剂，其组成为Pt-SnOx/CeAlO，具体制备方法如下：(1)将4g异丙醇铝和0.4g硝酸铈溶解到50mL甲苯和乙醇(乙醇/甲苯＝2)的混合溶液中，80℃水浴加热，搅拌4小时，蒸发溶剂，80℃干燥6h，得CeAlO复合载体；(2)将0.0026g氯铂酸和0.0046g氯化亚锡溶解到1.5mL去离子水中，边搅拌边加入1gCeAlO复合载体，搅拌均匀，老化5h，然后在80℃的烘箱中干燥5h，H2气氛中200℃还原1h，得最终Pt-SnOx/CeAlO催化剂，其SEM电镜图如图1所示。实施例2一种Pt基催化剂，其组成为Pt-SnOx/Al，具体制备方法如下：(1)将4g异丙醇铝溶解到50mL甲苯和乙醇(乙醇/甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Pt基催化剂，其特征在于，包括载体和负载在载体上的Pt颗粒，以及锡氧化物。/n

【技术特征摘要】
1.一种Pt基催化剂，其特征在于，包括载体和负载在载体上的Pt颗粒，以及锡氧化物。


2.根据权利要求1所述的一种Pt基催化剂，其特征在于，所述锡含量为载体重量的0.1wt％～4wt％，优选为0.1wt％～0.6wt％，更优选为0.1wt％～0.3wt％。


3.根据权利要求1或2所述的一种Pt基催化剂，其特征在于，所述载体为铝氧化物与铈氧化物的复合载体CeAlO。


4.根据权利要求3所述的一种Pt基催化剂，其特征在于，所述复合载体CeAlO中铝与铈的质量比为1～10，优选为1.5～6.5。


5.根据权利要求1-4任一所述的一种Pt基催化剂，其特征在于，所述Pt颗粒的含量为载体重量的0.05wt％～1.0wt％，优选为0.05wt％～0.5wt％，更优选为0.09wt％～0.15wt％。


6.如权利要求1-5任一所述的一种Pt基催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取载体；将含铂前体盐和含锡前体盐添加到溶剂中，溶解并混合均匀后获得混合液；将载体和混合液混合均匀后老化、干燥、还原即可。


7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述含铂前体盐为硝酸铂、氯铂酸中的至少一种；所述含锡前体盐为氯化亚锡、硫酸锡、硝酸亚锡中的至少一种；所述溶剂为水。

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【专利技术属性】
技术研发人员：伍晨迪，王堃，罗汉兵，贾林虎，王墅，毛建平，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44