[发明专利]一种多孔Co3O4单分散微球负载Au-Pd合金纳米催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔Co₃O₄单分散微球负载Au‑Pd合金纳米催化剂及其制备方法，所述的多孔Co₃O₄单分散微球负载Au‑Pd合金纳米催化剂，包括具有多孔立方块聚结的单分散微球状形貌的Co₃O₄载体，所述载体的孔壁上负载有Au‑Pd合金。本发明提供的具有高效消除挥发性有机物的多孔Co₃O₄单分散微球负载Au‑Pd合金纳米催化剂为多孔纳米催化剂，具有更好的低温催化活性，抗水和耐热性能。

技术领域

本发明涉及消除挥发性有机物的催化剂领域，尤其是一种多孔Co₃O₄单分散微球负载Au-Pd合金纳米催化剂及其制备方法。

背景技术

从工业和交通业排放的挥发性有机物(VOCs)污染大气环境，危害人身健康。催化氧化法是消除VOCs的最有效途径之一，而高性能催化剂的研发成为环境催化的研究焦点。用于催化氧化消除VOCs的催化剂主要包括两大类：过渡金属氧化物(包括单一和复合过渡金属氧化物)与负载贵金属或(和)过渡金属催化剂，其中负载型催化剂应用非常广泛。载体的作用主要是增加催化剂的有效表面，提供合适的孔结构，并保证足够的机械强度和热稳定性。

扩散通常是影响体相催化剂性能的一个关键问题，制备一种具有多孔结构的催化剂有望显著增加反应物分子可到达的活性位数量，从而提高催化效率。例如，Tüysüz等(H.Tüysüz,et al.,Chem.Commun.,2008,4022–4024)观察到有序介孔Co₃O₄对CO低温氧化具有高活性。Bruce等(Y.Ren,et al.,Catal.Lett.,2009,131:146–154)宣称，介孔Co₃O₄、Cr₂O₃、Fe₂O₃、Mn₂O₃和Mn₃O₄表现出较好的催化CO氧化性能。Dai等(J.G.Deng,et al.,J.Phys.Chem.C,2010,114:2694-2700；Y.S.Xia,et al.,Catal.Commun.,2010,11:1171–1175)也发现介孔氧化钴或氧化锰能够很好地催化氧化甲苯。然而，这些多孔材料通常采用纳米复制法制备，该制备方法因使用了硬模板以及后续的多个处理步骤而显复杂。研究表明，纳米晶的催化性能对其尺寸、形貌和孔结构极具敏感性。制备具有可控尺寸、规整形貌和多孔结构的催化材料仍然面临较大挑战。