[发明专利]一种用于苯催化氧化的Au/CeO2催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于苯催化氧化的Au/CeO₂催化剂的制备方法，包括如下步骤：(1)将铈盐溶解于去离子水中，并加入柠檬酸；(2)加入BSA溶液；(3)于50～200℃下干燥，随后于300～800℃焙烧，得载体；(4)将金前驱体溶液与去离子水混合后，加入上述载体，于室温下搅拌；(5)将步骤(4)所得的物料于50～100℃搅拌；(6)将步骤(5)所得的物料过滤洗涤后，于50～100℃干燥，随后于200～800℃焙烧，即得所述催化剂。本发明中的CeO₂载体是以BSA模板合成的，使CeO₂拥有分级多孔结构，提高了其比表面积、孔容和孔径，并且减缓了晶粒的烧结变大，使晶粒分散性变好。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种用于苯催化氧化的Au/CeO₂催化剂的制备方法。

背景技术

来自工业废气的挥发性有机气体(VOCs)是大气污染的主要成分，目前催化氧化是彻底消除VOCs最有效的技术之一，不同于热氧化，它需要的温度较低，无二次污染。催化VOCs氧化的催化剂主要分为负载型贵金属催化剂和过渡金属氧化物及其复合氧化物。贵金属催化剂拥有较高的催化活性，可以低温催化氧化VOCs，如Au、Pt、Pd、Ru等。在诸多的贵金属催化剂中，Au/CeO₂催化剂中Au颗粒与CeO₂载体之间存在协同作用，可以促进铈离子的氧化还原，提高CeO₂表面氧物种活泼性和移动性，对提高其催化氧化性能有利。Au纳米颗粒尺寸和Au粒子与CeO₂载体间的相互作用的强弱是影响Au/CeO₂催化剂活性的关键因素，而CeO₂载体结构和金负载方法又对Au颗粒沉积状态有较大的影响。因此选择合适的CeO₂载体制备方法和金负载方法是必要。

目前，CeO₂的制备方法主要有热分解法、溶胶凝胶法、沉淀法、水热法、化学模板法等，然而都存在各自的缺点，如热分解法和溶胶凝胶法的产物易烧结，结构单一；沉淀法需要严格控制沉淀剂的生成速率；水热法的设备昂贵；化学模板法的过程复杂、难处理等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种用于苯催化氧化的Au/CeO₂催化剂的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种用于苯催化氧化的Au/CeO₂催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将铈盐溶解于去离子水中，并加入柠檬酸，于50～100℃下搅拌1～50h；

(2)将步骤(1)所得的物料加入BSA溶液，继续搅拌1～60min；

(3)将步骤(2)所得的物料于50～200℃下干燥10～100h，随后置于马弗炉中于300～800℃焙烧1～10h，得CeO₂载体；

(4)将金前驱体溶液与去离子水混合后，调节pH至7～14，然后加入上述CeO₂载体，接着继续调节pH至7～14，于室温下搅拌1～5h；

(5)将步骤(4)所得的物料于50～100℃搅拌1～5h；

(6)将步骤(5)所得的物料过滤洗涤后，于50～100℃干燥1～50h，随后置于马弗炉中于200～800℃焙烧1～10h，即得所述Au/CeO₂催化剂。

在本发明的一个优选实施方案中，所述铈盐为硝酸铈。

在本发明的一个优选实施方案中，所述柠檬酸与铈盐的摩尔比为1～5∶1。

在本发明的一个优选实施方案中，所述BSA溶液的浓度为1～500mg/mL。