一种钯铂双原子VOC氧化催化剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种钯铂双原子VOC氧化催化剂的制备方法及应用，制备方法包括步骤：将钯化合物和铂化合物制备成钯铂混合物前驱体溶液；将保护剂和还原剂混合均匀后加热至180

【技术实现步骤摘要】
一种钯铂双原子VOC氧化催化剂的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及热催化
，具体为一种钯铂双原子VOC氧化催化剂的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]挥发性有机物(VOC)是空气污染物的主要成分之一，大多数具有令人不适的特殊气味，并且具有毒性、刺激性、致畸性和致癌性。此外，VOC还是形成细颗粒物、臭氧等二次污染物的重要前体物，进而引发灰霾、光化学烟雾等大气环境问题。
[0003]VOC的排放对自然环境和人类健康危害严重，目前，催化氧化法被认为是治理VOC最有前景的技术，开发高效VOC氧化催化剂是该技术的核心。
[0004]钯(Pd)、铂(Pt)具有较高的VOC氧化活性、选择性好和转化温度低等优点而被广泛应用，其中，Pt相较于Pd具有更高的耐热性和耐水热性，Pd相较于Pt，能够为各种VOC的催化氧化提供较高的活性。
[0005]随着环保法规的日益严格，为了更好的消除VOC，需要进一步提高VOC处理催化剂的活性。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要提供一种钯铂双原子VOC氧化催化剂的制备方法及应用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种技术方案：
[0008]一种钯铂双原子VOC氧化催化剂的制备方法，包括步骤：
[0009]将钯化合物和铂化合物制备成钯铂混合物前驱体溶液；
[0010]将保护剂和还原剂混合均匀后加热至180
‑
250℃，得到混合液；
[0011]向所述混合液中加入所述钯铂混合物前驱体溶液反应，反应结束即得所述催化剂。
[0012]优选地，将钯化合物和铂化合物制备成钯铂混合物前驱体溶液的具体步骤包括：
[0013]将所述钯化合物和所述铂化合物溶于溶剂中混合均匀，即得所述钯铂混合物前驱体溶液。
[0014]优选地，所述钯化合物和所述铂化合物中钯元素和铂元素的摩尔比为0:1～1:0。
[0015]优选地，所述钯铂混合物前驱体溶液的体积摩尔浓度为1～500mol/L。
[0016]优选地，所述二乙二醇水溶液的体积浓度为50～100％。
[0017]优选地，所述钯化合物包括氯化钯水合物、氯化钯、硝酸钯、氯钯酸铵、二亚硝基二氨钯、六四氯钯酸钾、四氯钯酸钾、六氯钯酸钠、四氯钯酸钠、乙酰丙酮钯和醋酸钯中的至少一种。
[0018]优选地，所述铂化合物包括氯铂酸钾、氯铂酸水合物、四氯化铂、氯亚铂酸钠、六氯铂酸钠、四氯合铂、四氨合铂酸盐、顺铂、氯铂酸铵、氯亚铂酸钾、四氨合硝酸铂、四硝基铂(II)酸钾、三氯氨络铂酸钾(II)和四氨合氯化铂水合物中的至少一种。
[0019]所述保护剂包括聚N
‑
乙烯基
‑2‑
吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯醚、聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酸盐、海藻酸钠和纤维素衍生物中的至少一种。
[0020]优选地，所述还原剂包括二乙二醇、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、戊醇、己醇、乙二醇、三甘醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、丁二醇、二丁二醇、三丁二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丁二醇单甲醚、丁二醇单乙醚、甘油、双甘油、聚甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇和油胺中的至少一种。
[0021]优选地，以重量份数计，所述催化剂的制备原料包括：
[0022]钯化合物和铂化合物
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1份；
[0023]保护剂
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0.1～20份；及
[0024]还原剂
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10～1000份。
[0025]本专利技术还提供一种以上任意一项所述的催化剂的制备方法制备的催化剂在VOC氧化中的应用。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027]钯和铂是块体尺度下不互溶的金属，本专利技术通过采用还原剂热还原钯铂前驱体的慢合成方法，通过纳米尺寸效应获得了两种金属原子级别均匀分散的钯铂双原子位点催化剂，双原子位点催化剂(DASC)由原子级别均匀分布的双金属原子组成，能够通过改变在DASC中元素的比率来实现催化剂电子状态和表面状态的连续调控，从而使反应物分子达到最佳的吸附状态，进而大幅度提高活性。本专利技术制得的催化剂有很高的VOC氧化反应活性。
附图说明
[0028]图1为催化剂1的XRPD谱图；
[0029]图2为催化剂2的XRPD谱图；
[0030]图3为催化剂3的XRPD谱图；
[0031]图4为催化剂4的XRPD谱图；
[0032]图5为催化剂5的XRPD谱图；
[0033]图6为催化剂1
‑
5的XRPD谱图对比图；
[0034]图7为催化剂1的催化活性曲线；
[0035]图8为催化剂5的催化活性曲线；
[0036]图9为催化剂3的催化活性曲线；
[0037]图10为催化剂2的催化活性曲线；
[0038]图11为催化剂4的催化活性曲线；
[0039]图12为催化剂1
‑
5的催化活性曲线汇总；
[0040]图13为Pd
x
Pt1‑
x
催化剂(x＝0,0.5,0.7)的Pd 3dXPS图，校准基准为碳；
[0041]图14为Pd
x
Pt1‑
x
催化剂(x＝0.5,0.7,1)的Pt4f XPS图，校准基准为碳；
[0042]图15为Pt催化剂在70℃、C3H6气氛下吸附至稳态的原位FTIR光谱图；
[0043]图16为Pd
0.5
Pt
0.5
双原子位点催化剂在70℃、C3H6气氛下吸附至稳态的原位FTIR光谱图；
[0044]图17为纯Pt催化剂上的C3H6氧化机理图；
[0045]图18为Pd
0.5
Pt
0.5
双原子位点催化剂上的C3H6氧化机理图。
具体实施方式
[0046]为了更好的说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0047]实施例中，所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0048]一种铂钯双原子VOC氧化催化剂的制备方法，包括步骤：
[0049]S100.将钯化合物和铂化合物制备成钯铂混合物前驱体溶液；
[0050]钯化合物和铂化合物制备成钯铂混合物前驱体溶液的具体步骤包括：
[0051]将钯化合物和铂化合物溶于溶剂中混合均匀，即得钯铂混合物前驱体溶液。
[0052]具体地，溶剂还用作还原剂，溶剂包括二乙二醇、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、戊醇、己醇、乙二醇、三甘醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、丁二醇、二丁二醇、三丁二醇、乙二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铂钯双原子VOC氧化催化剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：将钯化合物和铂化合物制备成钯铂混合物前驱体溶液；将保护剂和还原剂混合均匀后加热至180
‑
250℃，得到混合液；向所述混合液中加入所述钯铂混合物前驱体溶液反应，反应结束即得所述催化剂。2.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，将钯化合物和铂化合物制备成钯铂混合物前驱体溶液的具体步骤包括：将所述钯化合物和所述铂化合物溶于溶剂中混合均匀，即得所述钯铂混合物前驱体溶液。3.根据权利要求2所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述钯化合物和所述铂化合物中钯元素和铂元素的摩尔比为0:1～1:0。4.根据权利要求2所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述钯铂混合物前驱体溶液的体积摩尔浓度为1～500mol/L。5.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述钯化合物包括氯化钯水合物、氯化钯、硝酸钯、氯钯酸铵、二亚硝基二氨钯、六四氯钯酸钾、四氯钯酸钾、六氯钯酸钠、四氯钯酸钠、乙酰丙酮钯和醋酸钯中的至少一种。6.根据权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于，所述铂化合物包括氯铂酸钾、氯铂酸水合物、四氯化铂、氯亚铂酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄博，谭喆，熊新玲，
申请(专利权)人：陕西天易元素科技有限公司，
类型：发明
国别省市：