本发明专利技术涉及一种高反应稳定性的纳米贵金属催化剂及其制备方法。所述催化剂以贵金属为活性组分，以ＴｉＯｘ－Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯｘ－Ａｌ２Ｏ３、ＭＯｘ修饰的ＴｉＯｘ－Ａｌ２Ｏ３或者ＭＯｘ修饰的ＳｎＯｘ－Ａｌ２Ｏ３为载体，所述催化剂中贵金属的颗粒大小为１纳米～５纳米。与仅以Ａｌ２Ｏ３负载的贵金属催化剂相比，本发明专利技术的纳米贵金属催化剂由于添加了ＴｉＯｘ、ＳｎＯｘ与ＭＯｘ，不仅具有较高的ＣＯ氧化催化活性，而且具有显著提高的反应稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种纳米贵金属催化剂及其制备方法，尤其涉及一种高反应稳定性的 纳米贵金属催化剂及其制备方法。
技术介绍
负载型贵金属催化剂是一类环境友好催化材料，对CO氧化等许多反应具有优良 的催化性能，在室内和工业气体的净化、封闭式CO2激光器、潜水艇、航天器等密闭环境，安 全防毒面具，CO气体传感器，氢燃料电池等方面已经或者即将得到广泛的应用。Al2O3性质稳定，易于成型，是工业上常用的催化剂载体，以复合氧化物M0x/A1203 (M =Cr，Mn, Fe, Co, Ni，Cu，Zn, Ti，Sn等)为载体的负载型纳米贵金属催化剂比单独以Al2O3 为载体的贵金属催化剂在许多反应中显示出更加优良的催化性能。然而，该类催化剂在CO 氧化反应中所表现出的逐渐失活、稳定性较差等问题使其至今未能在实际情况下得到广泛 的应用。因此，目前急需一种不仅具有高催化活性，而且具有高反应稳定性的CO氧化反应 催化剂。目前，文献报道的制备该类催化剂的方法均采用传统的沉积沉淀法，该法虽然有 许多优点，但是必须严格控制反应溶液的PH值，才能制得催化活性较高的负载型催化剂； 另外一种制备负载型贵金属催化剂的方法是阴离子浸渍法，该法浸渍溶液的PH值越高，制 得催化剂催化CO氧化的初始活性越高。
技术实现思路
本专利技术针对现有该类贵金属催化剂表现出的逐渐失活、稳定性较差等问题以及多 采用的传统沉积沉淀制备方法的不足，设计在贵金属/Al2O3催化剂的结构中添加可还原性 氧化物TiOx、SnOx、以及同时添加过渡金属氧化物FeOx等，并且采用改进的阴离子浸渍法 制备催化剂，以期获得具有较高反应稳定性的纳米贵金属催化剂。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下一种高反应稳定性的纳米贵金属催化 剂，以贵金属为活性组分，以Ti0x-Al203、SnOx-Al2O3^ MOx修饰的TiOx-Al2O3或者MOx修饰 的SnOx-Al2O3为载体，所述催化剂中贵金属的颗粒大小为1纳米 5纳米。本专利技术的有益效果是与仅以Al2O3负载的贵金属催化剂相比，本专利技术的纳米贵金 属催化剂由于添加了 TiOx、SnOx与ΜΟχ，不仅具有较高的CO氧化催化活性，而且具有显著 提高的反应稳定性。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述贵金属为Au、Pt、Pd中的任意一种或几种，所述贵金属的负载量为 0. 05 10重量％ ；所述M为Fe、Co、Ni、Cu、Zn和Ce中的任意一种或几种；所述MOx的负载 量为0. 05重量％ 10重量所述TiOx、SnOx的负载量分别为0. 05重量％ 10重量％。本专利技术还提供一种解决上述技术问题的技术方案如下一种高反应稳定性的纳米 贵金属催化剂的制备方法包括以下步骤步骤10 采用等体积浸渍法制备催化剂的载体；步骤20 将贵金属盐溶液的pH值以兼容也调整至6 10，加入适量的去离子水使 溶液的总体积等于催化剂载体的孔体积后，将催化剂载体加入到溶液中浸渍1小时 8小 时；步骤30 在浸渍有催化剂载体的溶液内加入pH= 10 11的稀氨水，在室温下陈 化6小时 48小时后，进行过滤洗涤，再于60°C 120°C干燥12小时 24小时，得到催化 剂的前体；步骤40 将催化剂的前体在氢气或者空气中以2°C /分钟 15°C /分钟的速率升 温至100°C 500°C，维持0. 5小时 4小时，即可得到高反应稳定性的纳米贵金属催化剂。本专利技术的高反应稳定性的纳米贵金属催化剂的制备方法不需要严格控制浸渍溶 液的pH值，在pH = 6 10范围内均可制得高催化活性、高反应稳定性的纳米贵金属催化 剂。进一步，所述催化剂的载体为TiOx-Al2O3或者SnOx-Al2O3，所述步骤10包括将有 机物(C4H9O)4Ti或者(C2H5)4Sn加入乙醇溶液中进行溶解，再将Al2O3浸渍到该溶液中1小 时 3小时后，进行干燥再于450°C焙烧。进一步，所述催化剂的载体为MOx修饰的TiOx-Al2O3或者MOx修饰的SnOx-Al2O3， 所述步骤10包括首先，将有机物(C4H9O)4Ti或者(C2H5)4Sn加入乙醇溶液中进行溶解，再 将Al2O3浸渍到该溶液中1小时 3小时后，进行干燥再于450°C焙烧制成TiOx-Al2O3或 者SnOx-Al2O3 ；接着，将M的硝酸盐以水溶解制成M的硝酸盐水溶液，将TiOx-Al2O3或者 SnOx-Al2O3加入M的硝酸盐水溶液浸渍1小时 3小时后，进行干燥再于450°C焙烧。进一步，所述M为Fe、Co、Ni、Cu、Zn和Ce中的任意一种或几种。进一步，所述Al2O3的比表面积为50m2/g 300m2/g，孔体积为1. 5ml/g 4. Oml/ g°进一步，所述步骤20中的贵金属盐溶液HAuC14、H2PtCl6或(NH4) 2PdCl4，所述贵金 属盐溶液的摩尔浓度为0. 01mol/L 0. 15mol/L。 进一步，所述步骤20中的碱溶液为Na2C03、K2CO3> NaOH或者KOH中的任意一种。进一步，所述步骤30的稀氨水的加入量为IOml 20ml每克催化剂的载体。具体实施例方式以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限 定本专利技术的范围。实施例1 称取0. Ilg(C4H9O)4Ti,以1. 5ml乙醇溶解，将IgAl2O3加入后浸渍1 3h后干燥、 450°C焙烧，得到载体TiOx-Al2O3t5用0. 5mol/L的KOH溶液将0. IOmol/L的HAuCl4溶液的pH值调整至7，再加入去 离子水，使溶液的总体积等于载体的孔体积；将载体TiOx-Al2O3加入到上述溶液中浸渍2h ； 再加入pH = 10的氨水作为陈化剂浸泡24h，氨水的量为20ml每克载体；然后经过滤、洗 涤，60°C干燥18h，得到催化剂的前体，将前体置于流动的氢气中，以3°C /分钟的速率升温 至250°C，保持3h，得到高分散的纳米金催化剂Au/Ti0x-Al203。4纳米Au/Ti0x-Al203催化剂中Au占总重量的1. 35%,Au的有效负载率为90%，金 颗粒的尺寸主要分布在1 3nm。初始活性测试在原料气体积组成为C0 ；O2 12% ;N2 :87%、气体体积空速为 1. 5 X IOV1的情况下，通过装有0. 2g催化剂的固定床反应器，CO完全转化为CO2 (残余CO 气相色谱检测极限0. 005%，以下同)的最低反应温度为-30°C。反应稳定性测试用上述组成的原料气以4. 5X IOV1的空速、于30°C下连续通过 装有0. 2g催化剂的固定床反应器连续反应约140h，CO红外线分析仪在线检测CO透过量 ^0. 02% ；而相同条件下制备的AuAl2O3在该反应条件下连续反应仅约56h。实施例2 载体TiOx-Al2O3的制备如实施例1。用lmol/L的KOH溶液将0. 15mol/L的HAuCl4溶液的pH值调整至9，再加入去离 子水，使溶液的总体积等于载体的孔体积；将载体TiOx-Al2O3加入到上述溶液中浸渍2h ； 再加入pH = 11的稀氨水作为陈化剂浸泡24h，氨水的量为15ml每克载体；然后经过滤、洗 涤，60°C干燥18h，得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
一种高反应稳定性的纳米贵金属催化剂，其特征在于，所述催化剂以贵金属为活性组分，以TiOx Al2O3、SnOx Al2O3、MOx修饰的TiOx Al2O3或者MOx修饰的SnOx Al2O3为载体，所述催化剂中贵金属的颗粒大小为1纳米～5纳米。2.根据权利要求1所述的高反应稳定性的纳米贵金属催化剂，其特征在于，所述贵金 属为Au、Pt、Pd中的任意一种或几种，所述贵金属的负载量为0. 05 10重量％ ；所述M为 Fe、Co、Ni、Cu、Zn和Ce中的任意一种或几种；所述MOx的负载量为0. 05重量％ 10重 量％ ；所述Ti0X、Sn0X的负载量分别为0. 05重量％ 10重量％。3.一种高反应稳定性的纳米贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包 括以下步骤步骤10 采用等体积浸渍法制备催化剂的载体；步骤20 将贵金属盐溶液的pH值以碱溶液调整至6 10，加入适量的去离子水使溶液 的总体积等于催化剂载体的孔体积后，将催化剂载体加入到溶液中浸渍1小时 8小时；步骤30 在浸渍有催化剂载体的溶液内加入pH = 10 11的稀氨水，在室温下陈化6 小时 48小时后，进行过滤洗涤，再于60°C 120°C干燥12小时 24小时，得到催化剂的 前体；步骤40 将催化剂的前体在氢气或者空气中以2°C /分钟 15°C /分钟的速率升温至 100°C 500°C，维持0. 5小时 4小时，即可得到高反应稳定性的纳米贵金属催化剂。4.根据权利要求3所述的高反应稳定性的纳米贵金属催化剂的制备方法，其特征 在于，所述催化剂的载体为TiOx-Al2O3或者SnOx-Al2O3，所述步骤10包括将有机物 (C4H9O)4Ti或者(C2H5)4Sn加入乙醇溶液中进行溶解，再将Al2O3浸渍到...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹旭华，齐世学，索掌怀，徐金光，苏丽娟，安立敦，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：37
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