[发明专利]一种纳米二氧化钛基复合催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种纳米二氧化钛基复合催化剂，包括基材以及设置在所述基材上的复合催化剂层，所述复合催化剂层的材料包括纳米二氧化钛颗粒以及包覆在所述纳米二氧化钛颗粒表面的金属催化剂。本发明复合催化剂层中金属催化剂是包覆在纳米二氧化钛颗粒表面的，由于纳米二氧化钛颗粒的比表面积较大，可以使金属催化剂分散更均匀，使单位体积内的金属催化剂的表面积增大，提高催化剂的催化活性。同时，可以节省金属催化剂的使用量，降低催化剂的使用成本。本发明还提供了纳米二氧化钛基复合催化剂的制备方法，制备方法简单易操作，制得的纳米二氧化钛基复合催化剂催化活性较强。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，具体涉及一种纳米二氧化钛基复合催化剂及其制备方法。

背景技术

催化燃烧是指利用催化剂的催化作用，使燃料在较低的温度下实现完全燃烧，这对改善燃烧过程、降低反应温度、促进完全燃烧以及抑制有毒有害物质的形成等方面具有极其重要的作用。因此，该方法被广泛应用在工业生产和日常生活等诸多领域。

催化燃烧的催化剂通常为蜂窝陶瓷型结构，即采用蜂窝陶瓷作为基体负载催化剂活性组分。但是通常蜂窝陶瓷的比表面积都比较小(约为1m²/g)，不足以分散催化剂的活性组分，这将会导致催化剂的催化活性大大降低。

因此，为了使催化剂活性组分能够分布均匀且具有较好的催化性能，有必要提供一种新的催化剂。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种纳米二氧化钛基复合催化剂，其中，金属催化剂是包覆在纳米二氧化钛颗粒表面的，由于纳米二氧化钛颗粒的比表面积较大，将金属催化剂包覆在纳米二氧化钛颗粒表面，可以使金属催化剂分散更均匀，提高催化剂的催化活性。

本发明第一方面提供了一种纳米二氧化钛基复合催化剂，包括基材以及设置在所述基材上的复合催化剂层，所述复合催化剂层的材料包括纳米二氧化钛颗粒以及包覆在所述纳米二氧化钛颗粒表面的金属催化剂。

其中，所述纳米二氧化钛颗粒的粒径为2纳米-50纳米。

其中，所述金属催化剂包括贵金属或贵金属与稀土金属组成的混合物。

其中，所述金属催化剂占所述复合催化剂层的重量百分数为1％-20％。

其中，所述复合催化剂层的厚度为10纳米-500纳米。

其中，所述纳米二氧化钛基复合催化剂还包括多孔纳米二氧化钛过渡层，所述多孔纳米二氧化钛过渡层介于所述基材和所述复合催化剂层之间。

其中，所述多孔纳米二氧化钛过渡膜层的多孔孔径为2纳米-100纳米，所述多孔纳米二氧化钛过渡膜层的材料包括粒径为2纳米-50纳米的二氧化钛颗粒。

其中，所述纳米二氧化钛过渡层的厚度为10纳米-1000纳米。

本发明第一方面提供的纳米二氧化钛基复合催化剂，包括基材以及设置在所述基材上的复合催化剂层，复合催化剂层中金属催化剂是包覆在纳米二氧化钛颗粒表面的，由于纳米二氧化钛颗粒的比表面积较大，将金属催化剂包覆在纳米二氧化钛颗粒表面，可以使金属催化剂分散更均匀，使单位体积内的金属催化剂的表面积增大，提高催化剂的催化活性。同时，可以节省金属催化剂的使用量，降低催化剂的使用成本。

本发明第二方面提供了一种纳米二氧化钛基复合催化剂的制备方法，包括：

将含有纳米二氧化钛颗粒的纳米二氧化钛溶胶或分散体与金属盐溶液混合，搅拌均匀后，得到混合溶液，用紫外光照射所述混合溶液30min-2h，使所述金属盐溶液中的金属离子被还原形成金属催化剂单质，所述金属催化剂单质沉积在所述纳米二氧化钛颗粒的表面形成复合催化剂，从而得到含有复合催化剂的溶液；