[发明专利]一种高效催化氧化苯的负载型铂钨双金属纳米催化剂

说明书

一种高效催化氧化苯的负载型铂钨双金属纳米催化剂，属于催化化学与纳米科学领域。将PtW双金属纳米粒子负载到γ‑Al₂O₃载体上，经过焙烧后形成PtW/Al₂O₃催化剂。制备方法为：采用溶剂热法，将乙酰丙酮铂和羰基钨同时还原，形成PtW双金属纳米粒子，然后采用吸附法将其负载到γ‑Al₂O₃载体上。将负载后的催化剂先在马弗炉中焙烧，以除去残余有机物，然后在管式炉中600℃下10％H₂/Ar气氛中焙烧，形成PtW/Al₂O₃双金属纳米催化剂。本发明所制备的PtW/Al₂O₃纳米催化剂制备过程简单，纳米粒子形貌规整，对苯的氧化表现出良好的催化活性，在催化领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种铂钨双金属纳米催化剂及其制备方法，具体涉及采用溶剂热合成法制备PtW纳米粒子，采用吸附法将其负载到γ-Al₂O₃上，经过焙烧形成负载型PtW/Al₂O₃催化剂，最终达到对苯的高效催化氧化。属于催化化学与纳米科学领域。

背景技术

随着经济的快速发展，大气污染成为难以避免的严重问题，而工业排放的挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，简称为VOCs)是造成大气污染的主要原因。目前VOCs废气治理技术的相关研究已成为环境保护领域的一个热点。在治理和消除VOCs污染的技术中，催化氧化法被认为是目前最有效的消除方法之一，而催化氧化法的关键在于高活性的催化剂。

贵金属(例如Pd、Pt等)由于其优良的活性而广泛应用于VOCs的催化氧化。但由于贵金属的稀有性、高成本及高温易烧结失活等缺点，限制了贵金属催化剂的应用，人们对双金属催化剂进行了大量研究。利用双金属催化剂中双金属之间存在的协同作用，电子效应等优势，来改善贵金属催化剂所具有的劣势，以及减少贵金属用量，降低催化剂成本，提高催化活性。Saravanan等(G.Saravanan,et al.,Intermetallics,2018,94:179–185)采用浸渍法制备了Al₂O₃负载的Pt-Fe纳米催化剂，用于苯的催化氧化，苯转化的T_90％约为180℃，催化剂在反应后仍保持其结构和形貌。Komatsu等(T.Komatsu,et al.,J.Phys.Chem.C2013,117,10483–10491)研究了液相沉积法制备的Pt-Cu/Al₂O₃催化剂，发现对CO的催化氧化，PtCu/Al₂O₃催化剂的活性明显优于Pt/Al₂O₃催化剂。据我们所知，目前还没有文献和专利报道过溶剂热法制备PtW/Al₂O₃双金属催化剂用于催化氧化苯的研究。

发明内容

本发明的目的在于利用溶剂热法制备PtW/Al₂O₃双金属纳米催化剂，用于对苯的催化氧化。

其特征在于，先利用溶剂热合成法制备PtW双金属纳米粒子，再采用吸附法将其负载到γ-Al₂O₃载体上，经过焙烧形成负载型PtW/Al₂O₃催化剂。上述样品中金属铂的负载量分别为0.20-0.5wt％。Pt与W的摩尔比为1.3:11-15。

上述的PtW双金属纳米粒子具有形貌规整的立方块状结构，其制备方法主要包括以下几个步骤：