[发明专利]一种制备铂炭催化剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于催化技术领域，具体的说，涉及一种一步法制备高活性、高稳定性铂炭催化剂的方法。

背景技术

液相加氢负载贵金属纳米催化剂广泛应用于能源、环保、食品加工等重要工业领域，其工业应用的关键难点是催化剂的稳定性。传统浸渍法和沉淀法制备负载型催化剂工艺复杂，生产周期较长，批次催化剂的重复性差，制得的催化剂活性组分颗粒粒径分布范围宽并且在载体上分布不均匀，催化剂的稳定性差，活性较低等缺点。微波法制备负载型催化剂是一种新兴方法。微波还原法具有操作简单、反应速度快且均匀、反应条件温和、反应效率高而且节能环保等优点，能得到活性组分颗粒小，粒径分布窄，稳定性好的负载型催化剂。

中国专利CN 101269324 A公开了一种高活性纳米晶铂炭催化剂的制备方法，其方法是通过浸渍法将铂的络合物浸渍吸附到载体上，红外真空干燥后，加入还原剂微波还原、干燥。其缺陷在于：工艺复杂，生产周期长，粒径不可调控。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种制备方法简便、工艺稳定性和重复性高，活性组分颗粒分布均匀，粒度范围窄，粒径可控的铂炭催化剂制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种制备铂炭催化剂的方法，包括以下步骤：

一、配制氯铂酸醇溶液

将氯铂酸定容于醇溶剂一中，配制成浓度为：1.93mmol/L～19.3mmol/L氯铂酸醇溶液；

所述氯铂酸为H₂PtCl₆·6H₂O，所述醇溶剂一为乙醇、乙二醇、丙三醇和正辛醇中的一种或几种的组合；

二、配制氢氧化钠溶液

将氢氧化钠溶于醇溶剂二中，配成浓度为0.05～0.5mol/L的氢氧化钠醇溶液；

所述醇溶剂二为乙醇，乙二醇，丙三醇，正辛醇，正庚醇中的一种或几种的组合；

三、制备活性炭负载铂炭催化剂

在活性炭载体中加入预先配制好的氯铂酸醇溶液，再加入氢氧化钠醇溶液，进行微波还原；

所述活性炭载体的负载量为1％-20％，所述负载量为铂离子与活性炭的质量比；所述氯铂酸醇溶液中铂离子与氢氧化钠醇溶液中氢氧化钠的摩尔比为Pt：NaOH＝1:1～1:100；微波还原的时间为10s～20min，

优选的是，所述微波频率为2450M，微波功率为800W。

四、冷却干燥

步骤三微波还原结束之后，将混合物冷却至室温，加入与混合物等体积的去离子水，抽滤洗涤，将催化剂真空干燥。

本发明还提供一种制备铂炭催化剂的方法，包括以下步骤：

一、配制氯铂酸醇溶液

将氯铂酸定容于醇溶剂一中，配制成浓度为：1.93mmol/L～19.3mmol/L氯铂酸醇溶液；

所述氯铂酸为H₂PtCl₆·6H₂O，所述醇溶剂一为乙醇、乙二醇、丙三醇和正辛醇中的一种或几种的组合；

二、制备活性炭负载铂炭催化剂

在活性炭载体中加入预先配制好的氯铂酸醇溶液，直接进行微波还原；

所述活性炭载体的负载量为1％-20％，所述负载量为铂离子与活性炭的质量比；所述氯铂酸醇溶液中铂离子与氢氧化钠醇溶液中氢氧化钠的摩尔比为Pt：NaOH＝1:1～1:100；微波还原的时间为10s-20min，

优选的是，所述微波频率为2450M，微波功率为800W。

三、冷却干燥

步骤二微波还原结束之后，将混合物冷却至室温，加入与混合物等体积的去离子水，搅拌之后抽滤洗涤，将催化剂真空干燥。

本发明的有益效果为：该制备方法操作快速简单，工艺稳定性和重复性好，污染少，活性组分颗粒分布均匀，粒度范围窄，据氢氧化钠的量和溶剂的量实现粒径可控，贵金属铂利用量少；该方法制备的催化剂活性高，适用范围广，而且稳定性好，可重复利用多达300次。

附图说明

图1是铂炭催化剂的透射电镜(TEM)照片。

图2是铂粒子的粒径分布图。

具体实施方式

下面通过具体实施例结合附图对本发明作进一步描述：

实施例1

本实施例的制备铂炭催化剂的方法，包括以下步骤：

一、配制氯铂酸醇溶液

将1.0g氯铂酸定容于25mL醇溶剂一中，配制成浓度为1.93mmol/L氯铂酸醇溶液；