[发明专利]一种具有可控酸性的核壳型铂基催化剂及其制备和应用

摘要

本发明公开了属于尾气催化剂的技术领域，特别涉及用于柴油车尾气催化氧化(DOC)的一类具有可控酸性的核壳型铂基催化剂及其制备方法。该催化剂以纳米铂颗粒为内核，SiO₂‑Al₂O₃、SiO₂‑TiO₂、SiO₂‑ZrO₂等酸性复合氧化物为外壳构成。在该催化剂存在下，以模拟柴油车尾气气氛，能将丙烷(HC)转化达到50％的温度(T₅₀)降低到250℃以下，并且能够实现200℃以下将85％以上的NO氧化为NO₂。此外，即使经过800℃长时间高温水热老化处理，这类材料仍能够保持原有结构，并体现出优良的氧化活性，可满足先进柴油车DOC催化剂的使用需求。

主权项

1.一种具有可控酸性的核壳型铂基催化剂的制备方法，该核壳型铂基催化剂的通式为Pt@SiO₂‑MO_x，其中SiO₂‑MO_x是以SiO₂为基础的、具有不同成分和酸性的多元酸性复合氧化物壳层，其特征在于，制备包括如下步骤：1)称取适量硝酸铂溶液以及聚乙烯吡咯烷酮混合，使Pt与PVP摩尔比为(1:20)～(1:80)，之后加入乙二醇，剧烈搅拌使其充分溶解，静置后得到澄清溶液；2)将步骤1)所得澄清液在惰性气氛保护下升温，之后仍在惰性气氛下搅拌降至室温；3)在步骤2)所得溶液中加入丙酮，搅拌后用离心机使铂颗粒与乙二醇分离，倒去上清液，留下棕黑色沉淀；4)在步骤3)所得沉淀物中加入无水乙醇，搅拌后再加入正己烷，离心处理，倒去上清液，留下棕黑色沉淀，在最后所得沉淀物中加入无水乙醇，配成含Pt的母液；5)将步骤4)所得母液超声处理后加入溶有适量正硅酸乙酯的乙醇溶液，室温搅拌，并在40‑60℃条件下烘干，即获得Pt@PVP‑SiO₂粉末，之后煅烧并冷却即得到核壳型Pt@SiO₂粉末；6)将步骤5)所得Pt@PVP‑SiO₂或Pt@SiO₂粉末研细，加入适量含金属M的可溶性盐，使M:Si摩尔比保持在1:5～1:20，混合均匀后加入去离子水，超声处理，烘干煅烧，炉冷即得到两种具有不同酸组分分布的核壳型Pt@SiO₂‑MO_x粉末，由Pt@PVP‑SiO₂得到的粉体酸性位点距离Pt较远，由Pt@SiO₂得到的粉体酸性位点与Pt紧密接触。