[发明专利]一种Pt/SiO2

说明书

本发明提供了一种高比表面积Pt/SiO₂‑CBC完全氧化催化剂的制备方法，所述催化剂为整体式结构，抗压强度高，导热性性强、形状可调、适用性强，催化剂载体为三维多级多孔结构，具有极高的比表面积，为1200‑1500m²/g，Pt纳米颗粒高度分散于载体表面，具有极高的催化活性，在高空速下也能保持较高的催化活性。

技术领域

本发明涉及一种Pt/SiO2-CBC完全氧化催化剂的制备方法，制备整体式催化剂的方法，属于气固相催化反应领域，尤其涉及CO完全氧化。

技术背景

一氧化碳氧化反应也一个非常重要的有着应用背景的反应，随着世界性工业化进程的日 新月异，现代工业以及交通运输业的蓬勃发展，工业生产中伴随烃类不完全燃烧产生大量C O，公路交通运输中汽车尾气的排放，家用煤气运输使用等途径都能产生大量CO气体，对环境及人类健康产生极大危害，污染问题日益严重。因此，C O催化氧化反应的研究得到了 广泛重视，如何控制CO排放以及CO消除具有重要现实意义。

目前，对CO的消除主要有物理消除法和化学消除法。物理消除法主要是指利用一些多孔物质(如活性炭等)对CO进行吸附，以减少CO在空气中的残留量，但往往实际使用时难以选择合适的吸附材料，并且由于吸附效率低导致设备体积大，因此该法的应用受到很大的限制。而化学消除法主要包括催化还原法和催化氧化法，其中对低浓度CO的消除最好方式是催化氧化法，使CO与空气中的O2反应生成无毒性的CO₂。然而，CO在空气中的燃点为700℃，因而必须使用催化剂实现低温下的氧化消除。目前对于CO催化氧化领域己有很多研究，同时也发现有许多催化剂体系，根据活性组分的不同主要可分为贵金属催化剂(Au,Pt,Pd等)和非贵金属催化剂(Cu, Ce, Co等)两大类。

其中贵金属催化剂在CO催化氧化反应中表现出优异的催化活性及稳定性，且适量水汽含量的存在不仅不会使催化剂失活，反而使得其活性有所增加。目前，对贵金属催化剂研究较为常见的活性组分，主要有Au、Pt和Pd等。但由于贵金属价格昂贵，因此主要是从减少贵金属用量及提高实用性方面对催化剂进行研究，如制备负载型催化剂、单原子分散催化剂等。

细菌纤维素膜（BC膜）代表了一类特殊的纤维素，是在各种微生物（Acetobacterxylinum、Pseudomonas、Rhizobium、E. coli 等）发酵作用下产生的一种生物材料，目前已实现了工业化生产，具有优异的微观结构和物理特性，如：

（1）孔隙大、比表面积高：BC 由互相交联的超细纳米纤维构成了 3D 网络结构，纤维直径在 10–100 nm 范围，远小于其他纤维素的直径，约为棉纤维（∼10 μm）的百分之一，因此具有更高的比表面积和丰富的孔隙。

（2）BC 纯度、结晶度高：纤维素含量接近 100%，高于植物纤维的 60–70%，BC 是一个无支链的聚合物，其纤维由微纤丝、长束及微纤维平行排列形成带状结构，而植物纤维素的细胞壁结构复杂，存在半纤维素、木质素和其它杂质，此外结晶度高（~90 %），赋予其良好的化学稳定性，好的热稳定性，良好的生物降解性和生物相容性等。

（3）亲水性高：BC 表面存在大量的亲水性官能团，因此具有高的持水性，水含量可以达到 BC 自重的 50 倍。

（4）力学性能好：其拉伸强度和杨氏模量可以达到 357.3 MPa。

基于上述内容，可以得出，BC的比表面积高、纯度高、力学性能高、且具有极强的亲水性，非常适合作为催化剂的载体，尤其适用于气固相反应，但是现有技术中现有以BC作为催化剂载体，BC膜的使用主要集中于电容、电极、医用产品。

发明内容