[发明专利]甲醇低温燃烧用Pt/Al2O3纤维复合催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明设计一种甲醇低温燃烧用催化剂的制备方法，特别是一种甲醇低温燃烧用Pt/Al₂O₃纤维复合催化剂的制备方法。

技术背景

目前使用的大部分内燃机的能量效率小于20％，如果把能量的转换效率提高5％，可以节约25％以上的燃料，同时还可以有效减少温室气体排放，降低环境污染。

甲醇的低温燃烧放出的能量可以通过热电转换器件转换为电能，电能再带动电动机使汽车等机械工作。甲醇的低温燃烧技术与热电转换器件相结合，制成的微型全固态直接燃料发电装置，产生的电能是化学电池的数十倍。

研究表明，Pt纳米粒子是甲醇低温燃烧的最好催化剂。如何降低Pt催化剂的使用量以降低使用成本，研究制备效率高、催化活性高的纳米Pt粒子的制备方法，寻找合适的催化剂载体以提高催化剂的稳定性和催化活性，且有利于器件的制备和器件高效、稳定的使用，是这项技术推广应用的关键问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种甲醇低温燃烧用Pt/Al₂O₃纤维复合催化剂的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种甲醇低温燃烧用Pt/Al₂O₃纤维复合催化剂的制备方法。其特征在于该方法的具体步骤为：

a.将H₂PtCl₆和NaOH按1∶(0.5～1.5)的质量比溶于水中，搅拌下，回流反应12～36小时，有棕黄色沉淀析出，抽滤，黄色沉淀用去离子水洗涤，烘干，得到Na₂Pt(OH)₆；调节滤液的pH值小于6，析出乳黄色沉淀，抽滤，用去离子水洗涤，烘干，得到H₂Pt(OH)₆；

b.将步骤a所得Na₂Pt(OH)₆或H₂Pt(OH)₆溶于水中，得棕黄色混浊溶液，加入乙酰丙酮，其中Na₂Pt(OH)₆或H₂Pt(OH)₆与乙酰丙酮的摩尔比为1∶5～10；升温至回流，滴加甲醇溶液，Na₂Pt(OH)₆或H₂Pt(OH)₆与甲醇的摩尔比为1∶5～25；再加入的甲酸溶液，Na₂Pt(OH)₆或H₂Pt(OH)₆与甲酸摩尔比为1∶1～4。反应至反应体系的颜色由棕红色变为灰绿色，最后变成黑色；冷却至室温；用甲苯萃取，过滤水层得到纳米Pt粒子黑色溶液A；在该纳米Pt粒子溶液A中，加入有机络合剂乙酰丙酮，纳米Pt粒子与乙酰丙酮的摩尔比为1∶(4～12)，升温至85℃，搅拌下反应24～72小时，反应体系用甲苯萃取，水层经过滤得黑色纳米Pt粒子溶液B。

c.将步骤b所得溶液A和溶液B，用甲醇稀释15-45倍后，将Al₂O₃纤维棉分别浸泡在所述的溶液A和溶液B中，Pt与Al₂O₃纤维棉的质量比为1∶500-1000。取出，等溶剂挥发后，燃烧得到Pt/Al₂O₃纤维复合催化剂。

本发明制备甲醇低温燃烧用Pt/Al₂O₃纤维复合催化剂的方法特点为：

1.制备过程中不使用高沸点的形貌控制剂，没有Cl^-参与反应；

2.催化剂在室温条件下，即可催化点燃甲醇气体，催化活性高；

3.催化剂的稳定性好，可以连续催化燃烧甲醇气体，催化性能未见下降。

本发明方法对于合成催化活性高，制备方法简单，成本较低的甲醇低温燃烧的催化剂等应用领域具有实际意义。

附图说明

图1是Pt粒子溶液B的TEM照片。

图2是催化剂B的SEM照片。

具体实施方式

实施例一：具体步骤如下：