[发明专利]高分散负载型金属纳米催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及高分散负载型金属纳米催化剂的制备方法，属于催化剂技术领域。本发明解决的技术问题是提供负载型金属纳米催化剂的制备方法。该方法先采用过量浸渍法将活化后的多孔载体加入聚丙烯酸溶液中，过滤，固体干燥，得到聚丙烯酸改性载体；再采用等体积浸渍法将聚丙烯酸改性载体浸渍到金属前驱体溶液中，干燥，焙烧，即得负载型金属纳米催化剂。本发明用聚丙烯酸分散活性金属制备高分散催化剂，将链状的聚丙烯酸吸附到活性载体的表面及孔道中，用其络合金属离子的作用定向分散金属颗粒，制备得到高分散性的纳米催化剂，解决了目前工业中用浸渍法制备催化剂导致的活性金属团聚、分散不均匀，以至于催化活性不高的问题。

技术领域

本发明涉及高分散负载型金属纳米催化剂的制备方法，属于催化剂技术领域。

背景技术

大型的工业生产，如：加氢反应，催化裂化，石油裂解，乙烯氧化及合成氨等，非均相催化剂都是其重要部分。而日益激烈的市场竞争使人们开始去探索催化性能更好的催化剂，将金属纳米颗粒负载到大比表面积的氧化物上制备得到负载型金属催化剂成为一门重要的研究课题。

负载型金属催化剂的制备方法有很多，如浸渍法、沉积沉淀法、离子交换法等。浸渍法是基于活性组分以盐溶液形态浸渍到多孔载体上并渗透到内表面，而形成高效催化剂的原理。通常将载体放入含有活性物质的液体中浸渍，当浸渍平衡后，分离出载体，再进行干燥焙烧活化等后处理工序得到催化剂。沉积沉淀法是将载体先浸渍在含有活性组分的溶液中一段时间后，再加入氢氧化钠等强碱作为沉淀剂，在缓慢加入沉淀剂和剧烈搅拌下获得活性微粒分布均匀的催化剂。离子交换法是利用载体表面上存在可交换离子，将活性组分通过离子交换负载到载体上，然后洗涤、干燥焙烧等处理制得催化剂。

浸渍法因其制备方法简单，价格低廉，浸渍法成为工业中广泛应用的制备负载型金属纳米催化剂的方法，然而这种方法制得的催化剂的活性金属颗粒在载体表面容易团聚，结晶，导致其晶粒大小及分布的不均匀，不能使活性组分高度分散，因而不能表现出非常高的催化性能。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供负载型金属纳米催化剂的制备方法，该方法用聚丙烯酸分散活性金属，制备得到高分散性金属纳米催化剂。

本发明负载型金属纳米催化剂的制备方法，包括如下步骤：

a、聚丙烯酸改性载体的制备：采用过量浸渍法将活化后的多孔载体浸渍到聚丙烯酸溶液中，过滤，固体干燥，得到聚丙烯酸改性载体；

b、负载型金属纳米催化剂的制备：采用等体积浸渍法将聚丙烯酸改性载体浸渍到金属前驱体溶液中，干燥，焙烧，即得负载型金属纳米催化剂。

其中，a步骤中，所述多孔载体为氧化铝、氧化硅或分子筛。

a步骤中，所述聚丙烯酸溶液的溶剂为水、乙醇、甲醇中的至少一种。

a步骤中，所述聚丙烯酸溶液的浓度为1～10mmol/L，pH值为5～9，优选聚丙烯酸溶液的pH值为5～7。

a步骤中，所述活化的方法为高温焙烧，所述高温焙烧优选为500℃焙烧3h。

进一步的，所述负载型纳米金属催化剂中的金属为镍、钯、铂、铜、金、银或钴。

其中，b步骤中，所述金属前驱体为金属的卤化物、硝酸盐、醋酸盐中的至少一种；所述金属前躯体溶液的溶剂为水。

b步骤中采用多次等体积浸渍法，所述多次优选为3次。

b步骤所述的焙烧为350～450℃焙烧5h。

作为优选方案，所述多孔载体为氧化铝，所述金属前驱体溶液为硝酸镍水溶液，金属镍的负载量为5～15％。