[发明专利]一种水汽变换反应方法及其杂化纳米结构铂催化剂

权利要求书

1.一种水汽变换反应方法，其特征在于，所述方法包括使用Pt/@-CeO₂/TiO₂催化剂催化一氧化碳和水蒸汽反应生成二氧化碳和氢气，反应压力为常压，反应温度为150～300℃；所述Pt/@-CeO_2/TiO₂催化剂包括TiO₂载体、以单层或多层分散形式负载在所述TiO₂载体上并与所述TiO₂载体形成复合载体CeO₂/TiO₂的氧化铈、以及锚定在所述复合载体CeO₂/TiO₂上的Pt纳米颗粒，所述复合载体CeO₂/TiO₂的金属氧化物CeO₂和TiO₂间存在强相互作用，Pt纳米颗粒作为活性组分与CeO₂形成的半导体膜层存在协同作用；所述Pt/@-CeO_2/TiO₂催化剂中Pt的质量含量为0.25％-5％，所述复合载体CeO₂/TiO₂中CeO₂的质量含量为6％-30％。

2.根据权利要求1所述的水汽变换反应方法，其特征在于，所述反应温度优选为250～300℃，所述Pt的质量含量优选为0.3％～1％，所述CeO₂的质量含量优选为15～20％。

3.根据权利要求1所述的水汽变换反应方法，其特征在于，所述Pt/@-CeO_2/TiO₂催化剂采用以下方法制备，包括：

(1)采用浸渍法使CeO₂以单层或多层形式负载在二氧化钛载体上形成所述复合载体CeO₂/TiO₂；

(2)采用光催化还原法将Pt纳米颗粒锚定在所述复合载体CeO₂/TiO₂上得到所述Pt/@-CeO_2/TiO₂催化剂。

4.根据权利要求3所述的水汽变换反应方法，其特征在于，所述浸渍法具体为：将预处理的二氧化钛、硝酸铈和去离子水在80℃的条件下搅拌2～4小时，然后加入碱性溶液调节pH值为8～9，继续在80℃的条件下搅拌4～6小时，再超声震荡1～2小时，所得混合液经静置陈化、过滤、洗涤、真空干燥、煅烧后得到所述复合载体CeO₂/TiO₂。

5.根据权利要求4所述的水汽变换反应方法，其特征在于，所述浸渍法中，干燥的温度为100～120℃，干燥时间为8～12小时；煅烧温度为450～600℃，煅烧时间为2～4小时。

6.根据权利要求4所述的水汽变换反应方法，其特征在于，所述浸渍法中，预处理二氧化钛的方法为将二氧化钛在500℃煅烧2小时。

7.根据权利要求3所述的水汽变换反应方法，其特征在于，所述光催化还原法具体为：将步骤(1)制备的所述复合载体CeO₂/TiO₂加入水和无水甲醇中，超声分散均匀；再加入H₂PtCl₆溶液，继续超声波震荡预设时间；然后置于紫外灯下，在光照条件下搅拌，搅拌后的溶液经过滤、洗涤、真空干燥得到所述Pt/@-CeO_2/TiO₂催化剂。

8.根据权利要求7所述的水汽变换反应方法，其特征在于，所述光催化还原法中，超声波震荡的所述预设时间为10～20min，紫外灯下搅拌12h；真空干燥的温度为75℃～85℃，干燥时间为8～12h。