[发明专利]一种整体式多孔金钯合金催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种整体式多孔金钯合金催化剂，其特征在于：包括金钯银合金芯和厚度为0.1～40μm的多孔金钯合金膜，所述的多孔金钯合金膜均匀覆盖于金钯银合金芯的外表层，所述金钯银合金芯的直径为1～800μm，金钯银合金芯金、钯、银的质量比为（25～50）：（25～50）：25；所述的多孔金钯合金膜为遍布通道且通道壁上连续分布有小孔的多孔结构，所述通道的宽度为0.1～10μm，小孔的孔径为1～500nm，所述多孔金钯合金膜金含量为20～99at.%，钯含量为80～1at.%。

2.根据权利要求1所述的整体式多孔金钯合金催化剂，其特征在于：所述金钯银合金芯的直径为80～120μm，金钯银合金芯金、钯、银的质量比为（30～45）：（30～45）：25；所述多孔金钯合金膜的厚度为0.5～5μm，所述通道的宽度为0.2～5μm，小孔的孔径为1～100nm，小孔之间的孔间距为1～100nm，所述多孔金钯合金膜金含量为99～40at.%，钯含量为1～60at.%；优选，金钯银合金芯的直径为94～98μm，金钯银合金芯中金、钯、银的质量比为37:38:25；所述多孔金钯合金膜的厚度为1.6～3.0μm，所述通道的宽度为0.5～2μm，小孔的孔径为2～50nm，小孔之间的孔间距为2～50nm，所述多孔金钯合金膜金含量为99～60at.%，钯含量为1～40at.%；优选，金钯银合金芯的直径为95～97μm，金钯银合金芯中金、钯、银的质量比为37:38:25；所述多孔金钯合金膜的厚度为1.9～2.3μm，所述通道的宽度为0.5～1.5μm，小孔的孔径为5～15nm，小孔之间的孔间距为5～15nm，所述多孔金钯合金膜金含量为70～40at.%，钯含量为30～60at.%。

3.一种整体式多孔金钯合金催化剂的制备方法，包括步骤如下：

（1）将长度1～15cm，直径50～1000μm，金、钯、银质量比（25～50）：（25～50）：25的金钯银合金置于含铜离子的电沉积液，在电压-1～-0.1V的条件下进行电沉积铜，时间10s～35min。

（2）100～1000℃的氮气氛围中，将上述电沉积铜后的金钯银合金进行退火1～100h，退火后制得金钯银铜合金。

（3）金钯银铜合金采用自由腐蚀、电化学腐蚀或自由腐蚀与电化学腐蚀结合的去合金化法制得整体式多孔金钯合金催化剂。

4.根据权利要求3所述的整体式多孔金钯合金催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）的电沉积液，该电沉积液中含浓度0.1～2mol.dm^-3的硫酸铜和浓度0.1～1mol.dm^-3的硫酸。

5.根据权利要求3所述的整体式多孔金钯合金催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中电沉积铜的时间为1～20min，优选10～-15min。

6.根据权利要求3所述的整体式多孔金钯合金催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中退火时间为2～50小时，优选5～15小时。

7.根据权利要求3所述的整体式多孔金钯合金催化剂的制备方法，其特征在于：

所述述步骤（3）中自由腐蚀去合金化法的具体步骤如下：

（i）将金钯银铜合金置于浓度为0.1～68wt.%的硝酸溶液中，0～90℃的恒温水浴中腐蚀1～100min；

（ii）腐蚀后的合金用超纯水洗涤，直至洗净合金表面及孔中的硝酸，然后放置在真空干燥箱中干燥6～48h，制得整体式多孔金钯合金催化剂。

8.根据权利要求3所述的整体式多孔金钯合金催化剂的制备方法，其特征在于：所述述步骤（3）中电化学腐蚀去合金化法具体的步骤如下：

（a）0～90℃恒温下，将金钯银铜合金置于浓度0.1～98wt.%硫酸溶液中作为工作电极，铂为对电极，甘汞电极为参比电极，加0.1～1.2V的电压进行腐蚀，腐蚀时间1～300min；

（b）腐蚀后的合金用超纯水洗涤，直至洗净合金表面及孔中的硝酸，然后放置在真空干燥箱中干燥6～48h，制得整体式多孔金钯合金催化剂。

9.根据权利要求3所述的整体式多孔金钯合金催化剂的制备方法，其特征在于：所述述步骤（3）中自由腐蚀与电腐蚀结合去合金化法的具体步骤如下：

（Ⅰ）将金钯银铜合金置于浓度为0.1～68wt.%的硝酸溶液中，0～90℃的恒温水浴中腐蚀1～300min；

（Ⅱ）腐蚀后的合金用超纯水洗涤，直至洗净合金表面及孔中的硝酸；

（Ⅲ）0～90℃恒温下，取步骤（Ⅱ）清洗后的金钯银铜合金置于浓度为0.1～98wt.%硫酸溶液中作为工作电极，铂为对电极，甘汞电极为参比电极，加0.1～1.2V的电压进行腐蚀1～300min；

（Ⅳ）腐蚀后的合金用超纯水洗涤，直至洗净合金表面及孔中的硝酸，然后放置在真空干燥箱中干燥6～48h，制得整体式多孔金钯合金催化剂。