[发明专利]复合式触媒的制造方法

说明书

本发明提供一种复合式触媒的制造方法，包括：提供触媒组合物，触媒组合物包括无机触媒载体以及连接于无机触媒载体的表面上的金属纳米粒子。混合触媒组合物、有机材料以及酸性溶剂，以得到第一混合溶液。混合氧化剂以及第一混合溶液，以得到第二混合溶液。对第二混合溶液进行干燥制程，以移除第二混合溶液中的溶剂并得到固体的复合式触媒前趋物。对复合式触媒前趋物进行锻烧工艺，以形成碳覆盖的复合式触媒。

技术领域

本发明涉及一种触媒的制造方法，尤其涉及一种复合式触媒的制造方法。

背景技术

一般来说，触媒载体可包括碳载体(例如碳黑或碳纳米管)或非碳载体(例如氧化物材料)。以碳载体作为触媒载体的缺点在于较容易产生碳腐蚀的问题。碳载体的腐蚀会导致连接在碳载体表面上的活性单元(例如贵金属纳米粒子)脱落，进而造成活性单元流失。碳载体的腐蚀也会导致贵金属纳米粒子聚集，进而减少反应面积。

使用非碳载体作为触媒载体虽然可避免碳腐蚀的问题，但非碳载体的导电性较差。非碳载体经过高温锻烧后可改善其结晶性或产生特定需要的晶相，以提高触媒载体的导电性。但是触媒的材料在经过高温处理后，活性单元以及触媒载体的表面积大小会大幅下降。这对于触媒在应用上会产生不利的影响。

发明内容

本发明提供一种复合式触媒的制造方法，可制造具有高导电性的触媒。

本发明的复合式触媒的制造方法包括以下步骤。首先，提供触媒组合物，触媒组合物包括无机触媒载体以及连接于无机触媒载体的表面上的金属纳米粒子。接着，混合触媒组合物、有机材料以及酸性溶剂，以得到第一混合溶液。然后，混合氧化剂以及第一混合溶液，以得到第二混合溶液。之后，对第二混合溶液进行干燥工艺，以移除第二混合溶液中的溶剂并得到固体的复合式触媒前趋物。再者，对复合式触媒前趋物进行锻烧工艺，以形成碳覆盖的复合式触媒。

在本发明的一实施例中，上述的无机触媒载体例如是二氧化钛触媒载体、二氧化钌载体、二氧化铱载体或氧化锌载体。

在本发明的一实施例中，上述的金属纳米粒子例如是铂、金或银。

在本发明的一实施例中，以触媒组合物的总重量计，无机触媒载体的含量例如是60wt％至99.5wt％，金属纳米粒子的含量例如是0.5wt％至40wt％。

在本发明的一实施例中，上述的所述有机材料例如是苯胺单体、沥青、丙烯睛或丙烯睛的衍生物。

在本发明的一实施例中，上述的氧化剂与苯胺单体的摩尔比为10:1至1:10。

在本发明的一实施例中，可于-5℃至10℃下混合氧化剂以及第一混合溶液。

在本发明的一实施例中，在混合氧化剂以及第一混合溶液之前，可还包括将氧化剂溶解于酸性溶剂中。

在本发明的一实施例中，上述的锻烧工艺的锻烧温度为350℃以上以及锻烧工艺的锻烧时间为4小时以上。

在本发明的一实施例中，上述的无机触媒载体为二氧化钛触媒载体，且复合式触媒包括Magneli相的氧化钛，Magneli相的氧化钛位于二氧化钛触媒载体的表面。

基于上述，在本发明的复合式触媒的制造方法中，通过形成作为碳源的有机材料来包覆触媒组合物，之后触媒组合物在有机材料包覆下进行锻烧工艺，以形成碳覆盖的复合式触媒。如此一来，可避免在一般触媒的工艺中因高温锻烧造成金属纳米粒子与触媒载体的表面积降低的问题。此外，覆盖在触媒载体表面上的碳材料也有助于加强触媒载体的导电性。再者，本发明所制造的复合式触媒具有高活性面积、高分散面积、高导电性、提升的活性单元-触媒载体的电子交互作用、高反应活性以及优异持久性的特性。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。