[发明专利]一种用于CO还原NO的单原子团簇型贵金属整体式丝网催化剂

权利要求书

1.一种用于CO还原NO的单原子团簇型贵金属整体式丝网催化剂，其特征在于：所述催化剂为以Ti网表面原位生长的TiO₂纳米片为载体，以贵金属的一种或多种成分为活性组分，催化剂的贵金属颗粒尺寸为单原子团簇型。

2.一种如权利要求1所述的一种用于CO还原NO的单原子团簇型贵金属整体式丝网催化剂，其特征在于：所述的催化剂载体为Ti网原位生长的TiO₂纳米片，包括以下步骤：

（1）配置含有硅酸钠(8-20g/L)、六偏磷酸钠(6-18g/L)、氢氧化钠(1-2g/L)、氟化钾(1-5g/L)和甘油(1-3g/L)的电解液，将20×20 cm的Ti网浸入到电解液中进行微弧氧化处理，处理后用去离子水清洗表面残留的电解液并在60-80℃下烘干；

（2）配置4-8mol/L的高浓度NaOH水溶液，将Ti网卷成圆柱状和NaOH溶液一起转移至反应釜，反应温度为180-230℃，反应时间为12-48h，反应结束后将Ti网取出用超纯水和无水乙醇依次清洗；

（3）配置0.1-5mol/L盐酸溶液，将反应后的Ti网浸入到此溶液中，常温下浸泡10h，浸泡后用去离子水清洗表面残留盐酸溶液，洗涤后将所得Ti网在60-80℃下烘干，并于管式炉中500℃煅烧2 h，得到Ti网上原位生长的TiO₂纳米片载体。

3.一种如权利要求1所述的一种用于CO还原NO的单原子团簇型贵金属整体式丝网催化剂，其特征在于：所述的催化剂活性组分Pt、Rh、Pd、Ir和Ru的负载方式采用沉积沉淀法，包括以下步骤：

（1）称量一定量的贵金属盐和尿素溶于去离子水中，将清洗后Ti网浸入到混合溶液中，搅拌，保温温度为80℃，保温时间为3-10h；

（2）洗涤后将所得Ti网在60-80℃下烘干，设置时间为2h，并于管式炉中150-600℃煅烧，气氛为氢气和氩气，煅烧时间为2h，即可得到负载型贵金属丝网催化剂；

根据权利要求书3所述的一种用于CO还原NO的单原子团簇型贵金属整体式丝网催化剂，其特征在于：在所述步骤（1）中，贵金属前驱体和尿素用量摩尔比为1:50-1:1200。

4.根据权利要求书3所述的一种用于CO还原NO的单原子团簇型贵金属整体式丝网催化剂，其特征在于：在所述步骤（1）中，贵金属溶液浓度为0.01-5 mg/mL，双贵金属用量的摩尔比为1:1-1:10。

5.根据权利要求书3所述的一种用于CO还原NO的单原子团簇型贵金属整体式丝网催化剂，其特征在于：在所述步骤（1）中，贵金属盐包括氯铂酸、六氯代铑酸钠、硝酸钯、氯铱酸和三氯化钌的一种或几种。

6.根据权利要求书3所述的一种用于CO还原NO的单原子团簇型贵金属整体式丝网催化剂，其特征在于：在所述步骤（2）中，煅烧气氛为5vol%氢气和95vol%氩气。

7.根据权利要求书3所述的一种用于CO还原NO的单原子团簇型贵金属整体式丝网催化剂，其特征在于：在所述步骤（2）中，煅烧气氛流速为10-1000sccm。

8.根据权利要求书3所述的一种用于CO还原NO的单原子团簇型贵金属整体式丝网催化剂，其特征在于：制备的单原子团簇型催化剂的颗粒尺寸在3nm以下，团簇由更小尺寸的原子聚集而成，存在孔道结构，结构疏松，比表面积大，单位面积的活性位点增多，有利于吸附更多的物质。

9.根据权利要求书1-9所述方法制备的一种用于CO还原NO的单原子团簇型贵金属整体式丝网催化剂，其特征在于：以Ti网表面原位生长的高度分散的TiO₂片阵列为载体，以锚定在TiO₂纳米片表面的高负载量的单原子和单原子团簇型贵金属物种为活性组分，具有超高的结合力、表面积、催化活性和抗烧结性能。

10.根据权利要求书1-9所述方法制备的一种用于CO还原NO的单原子团簇型贵金属整体式丝网催化剂，其特征在于：所制备的单原子团簇型催化剂可以在有氧条件下实现最低180℃左右对燃气燃烧产生的CO和NO的完全去除，N₂选择性可达100%，窗口温度180-300℃。