[发明专利]一种原位负载型泡沫微孔贵金属催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种原位负载型泡沫微孔贵金属催化剂，其特征在于，其结构组成包括作为催化层的泡沫微孔贵金属环形外壳层与作为载体的合金丝内芯，所述催化层包括N类与M类元素；

所述原位负载型泡沫微孔贵金属催化剂的制备方法：以横截面积为S₀的非晶合金丝或所述非晶合金丝的编制物为前驱体，浸入酸溶液中，经去合金反应腐蚀非晶合金丝外表面以下一定深度的非晶合金，从而得到纳米多孔贵金属催化层，同时保留横截面积为S的非晶丝芯作为结构支撑，形成具有泡沫微孔贵金属环形外壳催化层与内部非晶丝芯复合结构的原位负载型泡沫微孔贵金属催化剂；所述的酸溶液由酸和溶剂配制得到，酸浓度为0.0001~5mol/L；所述的酸选自硫酸、氢氟酸、盐酸、硝酸、高氯酸、磷酸、草酸、甲酸中的至少一种；所述的溶剂选自水、乙醇、乙二醇中的至少一种；所述去合金反应的温度为-30℃~150℃，时间为0.1min~500h；

所述SS₀；

所述非晶合金丝的配方分子式为X_aM_bN_cT_d，其中：

X类元素为Zr、Hf、Ti、Mg中的至少一种，M类元素为Ni、Fe、Co、Mn、V、Cr、Nb、Mo、Ta、W、Si、Ge、Sn、Pb中的至少一种，N类元素为贵金属元素Pt、Pd、Au、Ag、Rh、Ru、Ir中的一种或多种的混合，T类元素为Al、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的至少一种；

a、b、c与d分别代表X、M、N与T类元素的原子百分含量，并且：

30%≤a≤75%，10%≤b≤50%，0.1%≤c≤15%，a+b+c+d=100%。

2.根据权利要求1所述的原位负载型泡沫微孔贵金属催化剂，其特征在于，所述X类元素选自Zr、Ti、Mg中的至少一种，M类元素选自Ni和/或Co，N类元素选自Pt、Pd、Au中的至少一种，T类元素选自Al、Y、Gd中的至少一种；并且：

50%≤a≤60%，20%≤b≤26%，8%≤c≤15%，a+b+c+d=100%。

3.根据权利要求1所述的原位负载型泡沫微孔贵金属催化剂，其特征在于，所述非晶合金丝的制备方法为：

按非晶合金丝的配方称取各原料，将各原料熔融后得到合金熔体，再将所述合金熔体通过快速凝固制丝方法制备得到所述非晶合金丝。

4.根据权利要求1所述的原位负载型泡沫微孔贵金属催化剂，其特征在于，所述非晶合金丝中非晶相的体积百分含量不低于75%；

所述非晶合金丝的长度为0.05~10¹⁰⁰mm，横截面积S₀为200~60000μm²。

5.根据权利要求1所述的原位负载型泡沫微孔贵金属催化剂，其特征在于，所述酸溶液选自氢氟酸水溶液或硫酸水溶液，浓度为0.05~0.2mol/L。

6.根据权利要求1所述的原位负载型泡沫微孔贵金属催化剂，其特征在于，非晶丝芯的横截面积S与初始非晶合金丝横截面积S₀的关系满足0.05S₀≤SS₀。

7.根据权利要求1所述的原位负载型泡沫微孔贵金属催化剂，其特征在于，催化层泡沫微孔“系带”的特征尺寸为2~200nm。

8.根据权利要求7所述的原位负载型泡沫微孔贵金属催化剂，其特征在于，所述催化层中N类元素的原子百分含量大于30at.%。