[发明专利]一种整装结构化金催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种制备具有低温催化CO氧化性能的整装结构化金催化剂的方法，所述的整装结构化金催化剂是一种在骨架基体上先锚附Al₂O₃纳米片形成整装结构化基体，再在该整装结构化基体上外延生长金属氧化物纳米片层使形成整装结构化载体，最后在该整装结构化载体上负载纳米金颗粒得到；在所述的整装结构化金催化剂中，纳米金颗粒所占的质量百分比为0.05～5.0％，金属氧化物所占的质量百分比为0.5～10％，余量为整装结构化基体；并且，所述整装结构化金催化剂的孔隙率为5～95％；其特征在于，所述方法包括如下具体步骤：

a)先在骨架基体上生长AlOOH或/和Al(OH)₃纳米片，然后进行清洗、干燥和焙烧，制得在骨架基体上锚附有Al₂O₃纳米片的整装结构化基体；

b)将步骤a)制得的整装结构化基体浸没在由金属氧化物的前驱体与尿素形成的混合水溶液中，在高压反应釜内于80～200℃下保持10～24小时；然后冷却、取出，进行清洗和干燥，再在300～900℃下焙烧0.5～12小时，制得整装结构化载体；

c)将步骤b)制得的整装结构化载体浸没在由金前驱体与尿素形成的混合水溶液中，在高压反应釜内于50～150℃下保持1～10小时；然后冷却、取出，进行清洗和干燥，再在100～500℃下焙烧1～10小时，即得所述的整装结构化金催化剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述骨架基体的材质为镍、不锈钢、铝、钛、碳化硅、紫铜、白铜、黄铜、铁铬铝中的任意一种；所述骨架基体的形态结构选自泡沫、纤维、纤维毡、丝、丝网、片、箔、管中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述金属氧化物为碱土金属、镧系稀土金属、锰、铁、钴、铜、锌、铝、镓、铟、锡、钇、钛、锆、铌中的至少一种金属的氧化物。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)制备整装结构化基体的方法如下：

①用酸或碱对铝质骨架基体进行表面清洁处理；

②将经表面清洁处理后的铝质骨架基体在100～200℃下用水蒸气处理1～40小时，然后冷却、取出，进行清洗和干燥，再在300～600℃下焙烧0.5～12小时，即得在铝质骨架基体上锚附有Al₂O₃纳米片的整装结构化基体。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)制备整装结构化基体的方法如下：

①用酸或碱对铝质骨架基体进行表面清洁处理；

②将经表面清洁处理后的铝质骨架基体移入高压反应釜内并加水至其被完全浸没，然后在60～190℃下处理3～24小时，然后冷却、取出，进行清洗和干燥，再在300～600℃下焙烧0.5～12小时，即得在铝质骨架基体上锚附有Al₂O₃纳米片的整装结构化基体。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)制备整装结构化基体的方法如下：

①用酸或碱对非铝质骨架基体进行表面清洁处理；

②将经表面清洁处理后的非铝质骨架基体浸没在由偏铝酸钠与尿素形成的混合水溶液中，在高压反应釜内于50～250℃下保持3～24小时；然后冷却、取出，进行清洗和干燥，再在300～900℃下焙烧0.5～12小时，即得在非铝质骨架基体上锚附有Al₂O₃纳米片的整装结构化基体。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤b)中所述的金属氧化物的前驱体是指含有该金属离子的硝酸盐、硫酸盐、卤化物、草酸盐、乙酸盐、乙酰丙酮盐中的任意一种；步骤c)中所述的金前驱体为氯金酸、氯金酸钠、氯金酸铵、乙二胺氯化金中的任意一种。