[发明专利]一种PtCo纳米合金修饰的Co3

说明书

本发明公开了一种PtCo纳米合金修饰的Co₃O₄‑SiO₂花状多级复合材料及其制备方法。其制备方法包括以下步骤：(1)Co₃O₄‑SiO₂复合材料的制备；(2)PtCo/Co₃O₄‑SiO₂复合材料的制备。本发明方法制备的三维花状结构的PtCo/Co₃O₄‑SiO₂复合材料，具有非常高的CO催化氧化活性，同时又具有优异的高热稳定性，在100℃～400℃温度范围内循环催化20次后PtCo纳米粒子没有明显的团聚烧结。本发明的工艺新颖，制备条件通用，产物形貌稳定且纯度高，产物的处理方便简洁，适用于中等规模工业生产。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种PtCo纳米合金修饰的Co₃O₄-SiO₂花状多级复合材料及其制备方法。

背景技术

许多的工业催化反应，例如CO氧化，氧化燃烧，加氢还原等反应都需要在300℃以上的反应温度下进行，因此设计出一种可以耐高温且具有高催化性能的催化剂对人们的工业生产具有至关重要的意义。目前，人们将含Pt的纳米复合材料广泛的研究用来催化CO氧化，尤其是分散在高比表面积的载体上的Pt纳米粒子可以有效地提高活性原子的利用率从而实现高的催化活性。令人遗憾的是，Pt纳米粒子在高温环境下为了降低表面能极易发生团聚烧结，导致催化剂的失效。为了解决这一问题，在稳定的载体表面引入原子级分散的Pt²⁺，由于存在一定的化学键作用，Pt与载体间可以稳定的存在，解决了高温环境下Pt纳米粒子的团聚烧结问题。此外，如何提高常温下催化CO氧化的活性也是一个难题。所以设计出在比较大的温度范围内具有高循环稳定性的高活性含Pt催化剂，对人们来说是一个重要的挑战。

这几十年来，二维纳米结构由于独特的结构特点而在催化领域引起了人们的注意，其中原子级厚度的非贵金属纳米片特别是具有缺陷的超薄纳米片，因为具有大量的催化活性位点而被认为是一种优秀的高催化性能材料。但是，因为二维纳米结构在高温下不容易维持结构稳定性而极大程度上限制了们的实际应用。SiO₂作为一种具有较高的热稳定性和化学稳定性而常被作为载体和核壳结构应用在异相催化反应体系中来稳定活性成分，但是作为载体时并不能有效地抑制活性物质在高温环境下的团聚烧结，同时核壳结构会使得活性物质和催化底物不能充分接触而降低催化活性。所以为了进一步增加活性物质的稳定性而又不影响原本的催化活性的有效措施就是将活性物质均匀的嵌在SiO₂纳米片的表面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PtCo纳米合金修饰的Co₃O₄-SiO₂花状多级复合材料的制备方法，具有清洁方便、操作简单、节能高效、易于控制等特点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种PtCo纳米合金修饰的Co₃O₄-SiO₂花状多级复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)Co₃O₄-SiO₂复合材料的制备；

(2)PtCo/Co₃O₄-SiO₂复合材料的制备。

所述Co₃O₄-SiO₂复合材料的制备包括：