[发明专利]一种具有可控酸性的核壳型铂基催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种具有可控酸性的核壳型铂基催化剂的制备方法，该核壳型铂基催化剂的通式为Pt@SiO₂-MO_x，其中SiO₂-MO_x是以SiO₂为基础的、具有不同成分和酸性的多元酸性复合氧化物壳层，其特征在于，制备包括如下步骤：

1)称取适量硝酸铂溶液以及聚乙烯吡咯烷酮混合，使Pt与PVP摩尔比为(1:20)～(1:80)，之后加入乙二醇，剧烈搅拌使其充分溶解，静置后得到澄清溶液；

2)将步骤1)所得澄清液在惰性气氛保护下升温，之后仍在惰性气氛下搅拌降至室温；

3)在步骤2)所得溶液中加入丙酮，搅拌后用离心机使铂颗粒与乙二醇分离，倒去上清液，留下棕黑色沉淀；

4)在步骤3)所得沉淀物中加入无水乙醇，搅拌后再加入正己烷，离心处理，倒去上清液，留下棕黑色沉淀，在最后所得沉淀物中加入无水乙醇，配成含Pt的母液；

5)将步骤4)所得母液超声处理后加入溶有适量正硅酸乙酯的乙醇溶液，室温搅拌，并在40-60℃条件下烘干，即获得Pt@PVP-SiO₂粉末，之后煅烧并冷却即得到核壳型Pt@SiO₂粉末；

6)将步骤5)所得Pt@PVP-SiO₂或Pt@SiO₂粉末研细，加入适量含金属M的可溶性盐，使M:Si摩尔比保持在1:5～1:20，混合均匀后加入去离子水，超声处理，烘干煅烧，炉冷即得到两种具有不同酸组分分布的核壳型Pt@SiO₂-MO_x粉末，由Pt@PVP-SiO₂得到的粉体酸性位点距离Pt较远，由Pt@SiO₂得到的粉体酸性位点与Pt紧密接触。

2.根据权利要求1所述具有可控酸性的核壳型铂基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，聚乙烯吡咯烷酮分子量为36000-63000，乙二醇加入量为Pt摩尔量的3000-4000倍；

所述步骤2)中，惰性气氛为氮气或者氦气气氛，升温至140-200℃，继续搅拌20分钟，之后搅拌降至室温。

3.根据权利要求1所述具有可控酸性的核壳型铂基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，丙酮按与步骤1)中乙二醇的体积比10：3的量加入；

所述步骤4)中，向步骤3)所得沉淀物中加入无水乙醇的量为步骤1)中乙二醇的0.8-1.2倍，加入正己烷的量为无水乙醇的3-5倍，之后离心处理，倒去上清液，留下棕黑色沉淀，重复该环节2次，在最后所得沉淀物中加入步骤1)中乙二醇体积0.4-0.6倍的无水乙醇，配成含Pt的母液。

4.根据权利要求1所述具有可控酸性的核壳型铂基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中，溶有正硅酸乙酯的乙醇溶液的加入量中，正硅酸乙酯的加入量为Pt摩尔量的2-4倍，乙醇的添加量为正硅酸乙酯体积的5-15倍，煅烧温度500-600℃，时间1-3h，煅烧升温速率控制在2℃/min以下。

5.根据权利要求1所述具有可控酸性的核壳型铂基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中，金属M为Al、Zr、Ti或其多元组合，含金属M的可溶性盐为硝酸铝、硫酸铝、硝酸氧锆、硫酸锆和硫酸钛中的任意一种或组合。

6.根据权利要求1所述具有可控酸性的核壳型铂基催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤6)中，煅烧温度500-600℃，时间1-3h，煅烧升温速率控制在2℃/min以下。

7.根据权利要求1所述具有可控酸性的核壳型铂基催化剂的制备方法，其特征在于，所述壳层的组分为SiO₂-Al₂O₃、SiO₂-TiO₂、SiO₂-ZrO₂或其多元组合。

8.权利要求1制备所得具有可控酸性的核壳型铂基催化剂用于柴油车尾气氧化催化，其特征在于：用于脱除HC的低温氧化催化剂，或用于催化氧化NO从而给后置的氮氧化物选择性催化还原(SCR)催化剂或催化型颗粒物捕集器(CDPF)再生提供NO₂。