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多元金属氧化物负载金催化剂及其制备方法技术

技术编号:8674105 阅读:158 留言:0更新日期:2013-05-08 13:05
本发明专利技术公开了一种多元金属氧化物负载金催化剂及其制备方法。该催化剂以Au为主要活性组分,负载于多元金属氧化物上,其表达式为:Au/MnD2-xGxAl1-yOn。该催化剂以沉积沉淀法和共沉淀法制得。沉积沉淀法是通过MnDGAl-LDHs层状前驱体热解产物上沉积Au实现的;共沉淀法是通过热解MnDGAlAu-LDHs层状类水滑石前驱体实现的。本发明专利技术的优点在于负载金催化剂能实现各组分分子水平均匀分布,增强了Au和其它组分的协同作用,能够有效抑制纳米Au的团聚,提高其稳定性,制备方法过程简单。

【技术实现步骤摘要】


技术介绍
相比Pd和Pt贵金属催化剂,Au作为贵金属催化剂除了具有明显的价格和资源优势外,还具有良好低温催化活性以及抗氧和湿度增强效应,因而成为近年来催化领域研究的热点。负载金催化剂在低温CO催化氧化、NOx选择性催化还原和VOCs的催化氧化消除等反应中显示出优异的催化性能。然而,有关负载Au催化剂的稳定性还有待进一步提高。负载Au催化剂获得高的稳定性、选择性、活性和抗毒性的基本条件是具有高分散的Au超微粒子以及Au和载体间存在某种协同作用。这些因素均与Au催化剂的制备方法和载体的选择密切相关。目前,金属氧化物(包括金属氢氧化物)是最常用的Au催化剂的载体。根据金属氧化物载体性质的不同,主要可分为可还原型氧化物(如Fe2O3, CeO2等)和不可还原型氧化物(如Al2O3, SiO2等)。相比不可还原氧化物载体,可还原氧化物载体能与Au发生明显的相互作用,有利于Au粒子在载体表面的分散、稳定和活性发挥。Al2O3虽然不可还原,但作为一种工业上常用的具有高比表面积和较好稳定性的氧化物仍是负载Au催化剂重点研究的载体。为了改善单一 Al2O3载体性能,常用的方法是向其中引入其他金属氧化物,特别是过渡金属氧化物(如CuOx, MnOx, FeOx, CrOx, NiOx, CoOx等)。由此形成的多元氧化物载体因与Au可产生更适宜的协同作用,常常较单一氧化物负载Au催化剂具有更优越的催化性能。负载Au催化剂制备方法不同,会导致Au与载体之间相互作用不同,从而影响载体表面Au颗粒大小及其分散情况。常见的多元氧化物负载Au催化剂前驱体制备方法有:沉积沉淀法、共沉淀法、浸溃法、化学气相沉积法、机械混合法等。在这些方 法中,由于焙烧前驱体大多是通过湿法混合物共沉淀而得到的,使得原料混合均匀性无法保证。而且在后续的焙烧过程中复相反应主要在界面间进行,从而使焙烧产物的组成和结构往往呈现非计量性和非均匀性,导致催化剂组成和结构的多变性,难以实现催化剂的可控制备。这就有可能影响Au与金属氧化物之间到的协同作用,引起纳米Au颗粒的长大和聚集,进而降低催化剂的稳定性。因此,改善催化剂制备方法,开发一种操作简单、成本低廉、结构可控、Au可稳定均匀分布的负载Au催化剂制备方法是十分必要的。水滑石及类水滑石材料(LDHs),是一种潜在的催化剂前驱物和层状功能材 料。其化学通式为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多元金属氧化物负载金催化剂,其特征在于,该多元金属氧化物负载金催化剂的表达式为:Au/MnD2?xGxAl1?yOn,其中,活性成分金占多元金属氧化物的质量百分比为0.1~3.0?%;式中:D和G为具有二价金属离子的Mg、Zn、Cu、Co、Ni或Mn元素中的一种;0?≤?x?≤?2;0?≤?y?<?0.5;4.25?<?n?≤?5。

【技术特征摘要】
1.一种多元金属氧化物负载金催化剂,其特征在于,该多元金属氧化物负载金催化剂的表达式为=AuziMnDhGxAlhOn,其中,活性成分金占多元金属氧化物的质量百分比为0.1 3.0 % ; 式中:D和G为具有二价金属离子的Mg、Zn、Cu、Co、Ni或Mn元素中的一种;O彡x彡2 ;0 < y < 0.5 ;4.25 < η < 5。2.一种按权利要求1所述的多元金属氧化物负载金催化剂制备方法,其沉积沉淀法,其特征在于包括以下过程: 1)MnD2_xGxAl-LDHs层状前驱体的制备: Cl)将可溶性 Mn(CH3COO)2.4Η20,与二价金属盐 Mg(NO3)2.6H20、Zn(NO3)2.6Η20、Cu (NO3) 2.3Η20、Co (NO3) 2.6Η20、Ni (NO3) 2.6Η20 和 Mn (CH3COO) 2.4Η20 的其中一种或两种,以及与Al (NO3) 3.9Η20按照摩尔比为I:2:1配制成总金属离子浓度为0.5 1.5 mol/L混合盐溶液; (2)采用NaOH 和 Na2CO3,并按如下条件:n[⑶广]/n[M3+] = 2.0 2.5 ;n +3n [M3+] ) = 1.6 2.0 ;0F 的浓度为 1.5 6.5 mol/L ;C0广的浓度 0.2 0.9mol/L,配制混合碱溶液,上述的:n[M2+]和η [Μ3+...

【专利技术属性】
技术研发人员:张立红岳义智刘源
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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