[发明专利]一种花型纳米金复合金属氧化物催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种花型纳米金复合金属氧化物催化剂及其制备方法和作为苯甲醇选择性氧化反应催化剂的应用，该催化剂是先将铈源、钴源经络合剂还原后制得具有花型结构的复合金属氧化物，然后在该复合金属氧化物外层还原金前驱体，得到金纳米粒子，最后通过加入一定量的钛酸四丁酯，原位生长后得到所述花型纳米金复合金属氧化物催化剂，以用于苯甲醇的选择性氧化反应。采用本发明方法制备的花型复合金属氧化物催化剂制备方法简单且成本较低，催化剂具有高的催化反应活性与选择性，表现出良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种花型纳米金复合金属氧化物催化剂及其制备方法和应用，属于复合金属氧化物催化剂技术领域。

背景技术

纳米金催化剂由于具有较高的反应活性与选择性，引起广大研究者的关注。但纳米金颗粒的表面能较高，在载体表面无限域分散时，焙烧活化或者高温反应过程中易于发生团聚和烧结，大大降低了催化反应的活性和反应稳定性。因此，积极研制具有较高热稳定性及反应活性的纳米金催化剂在催化剂工业应用中具有显著的理论指导和实际应用意义。

CN105618038A专利公开了一种负载在二氧化硅载体上的纳米金催化剂及其制备方法。尽管该催化剂具有较高的反应活性，但在热处理及反应过程中催化剂容易失活，稳定性差，使其应用领域受到了一定程度的限制。相比较之下，复合金属氧化物具有较大比表面积，以其为催化剂载体，利用其与活性组分间的较强相互作用及载体表面丰富的表面缺陷，有助于提高催化反应的活性与选择性。专利CN105854878A公开了一种复合金属氧化物负载的Pt基纳米金属催化剂及制备方法，该复合金属氧化物为CeO₂-ZrO₂、TiO₂-ZrO₂、CeO₂-TiO₂中的一种。但是，该催化体系中复合金属氧化物载体形貌相对单一，且金属纳米粒子直接分布在复合金属氧化物表面，贵金属纳米粒子热稳定性相对较差。

发明内容

发明目的：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种花型纳米金复合金属氧化物催化剂及其制备方法和应用，该催化剂具有较高的热稳定性、催化反应活性与选择性，显示出良好的应用前景。

技术方案：为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种花型纳米金复合金属氧化物催化剂，该催化剂是先将铈源、钴源经络合剂还原后制得具有花型结构的复合金属氧化物，然后在该复合金属氧化物外层还原金前驱体，得到金纳米粒子，最后通过加入一定量的钛酸四丁酯，原位生长后得到所述花型纳米金复合金属氧化物催化剂。

作为优选：

所述的铈源为六水合硝酸铈、硝酸铈铵、八水合硝酸亚铈的一种或者几种的组合，优选为六水合硝酸铈。

所述钴源是硫酸钴、氢氧化钴、六水合硝酸钴的一种或者几种的组合，优选六水合硝酸钴。

所述络合剂为乙二胺四乙酸、柠檬酸钠、酒石酸钠、乙二胺、三乙烯四胺中的一种或者几种的组合。

所述复合金属氧化物中，以复合金属氧化物质量计，Co组分质量百分含量20wt％～30wt％，Ce组分质量百分含量20wt％～30wt％，其余为氧组分质量百分含量；

所述花型纳米金复合金属氧化物催化剂中，以制备的催化剂质量计，Au质量百分含量0.05wt％～10wt％，复合氧化物CeO₂-Co₃O₄质量百分含量23wt％～95.95wt％，TiO₂质量百分含量2wt％～50wt％。

所述的花型纳米金复合金属氧化物催化剂的制备方法，包括以下步骤：

a)将铈源、钴源溶解在乙二醇溶液里，随后向该混合溶液中加入络合剂，搅拌，离心分离，干燥，得到花型复合金属氧化物；