[发明专利]一种原子层沉积修饰的限域催化剂的制备方法及其应用

摘要

一种原子层沉积修饰的限域催化剂的制备方法和应用是利用原子层沉积技术，在碳纳米纤维模板上先后沉积超薄的氧化物层，Pt纳米粒子和厚的氧化物层，然后在空气中煅烧除去碳纳米纤维模板，得到氧化物超薄修饰的限域在氧化物纳米管内的Pt基催化剂。本发明制备的催化剂，极大地改善了传统催化剂金属‑氧化物界面位点有限的缺陷，与没有超薄修饰的限域Pt催化剂和未限域的Pt催化剂相比，超薄修饰的限域Pt催化剂对四硝基苯酚的还原加氢活性最好，可以被推广到其他多相催化剂的制备。

主权项

1.一种原子层沉积修饰的限域催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将干燥碳纳米纤维分散于乙醇中，浓度控制在0.01‑0.1g/ml，然后将此液均匀涂布在石英片表面，蒸干，得到碳纳米纤维模板；（2）以步骤（1）中制备的碳纳米纤维为模板，将碳纳米纤维模板放置到原子层沉积真空反应腔体中，沉积氧化铝时腔体的温度控制在100℃‑200℃，腔体压力为10‑100Pa；沉积Pt时腔体的温度控制在250℃‑350℃，腔体压力为10‑100Pa，沉积过程中以载气与真空反应腔体的体积比为1/5‑1/10 min‑1，给腔体通入载气，以水和三甲基铝作为前驱体沉积Al2O3，以（三甲基）甲基环戊二烯合铂和臭氧为前驱体沉积Pt纳米粒子；利用ALD在碳纳米纤维模板上先沉积1‑5循环数的超薄Al2O3修饰层，然后沉积10‑50循环数Pt纳米粒子，最后再沉积40‑200循环数的Al2O3形成氧化铝纳米管，得到样品；（3）将步骤（2）得到的样品在空气中450‑550℃煅烧除掉碳纳米纤维模板，得到Al2O3超薄修饰的限域在Al2O3纳米管内的Pt基催化剂；所述的Al2O3超薄修饰的限域在Al2O3纳米管内的Pt基催化剂中Pt含量为0.1‑2wt%。