[发明专利]单次涂覆的多元组分催化剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种单次涂覆的多元组分催化剂及其制备方法，该催化剂包括多孔基体和混合催化涂层，所述混合催化涂层涂覆在多孔基体的表面；所述混合催化涂层包括催化活性组分和粘结组分，所述混合催化涂层由催化活性组分与粘结组分按(1‑3):(3‑1)wt%共混得到。本发明制备工艺简单，具有高活性VOCs催化燃烧性能的催化剂。且以乙二醇作为分散还原剂，采用脉冲微波辅助化学还原法在La/Y/Pr掺杂修饰的CeZrO_x粉体上原位涂覆一种或多种金属颗粒，与配制好的粘结组分混合后单次涂覆于多孔基体上，烘干焙烧得到目标催化剂。以此技术制得的催化剂，贵金属与其他金属粒子形成了均一的复合纳米结构，具有优良的催化活性，且制备过程简便快速，能够大规模生产运用。

主权项

1.一种单次涂覆的多元组分催化剂，其特征在于，包括多孔基体和混合催化涂层，所述混合催化涂层涂覆在多孔基体的表面；所述混合催化涂层包括催化活性组分和粘结组分，所述混合催化涂层由催化活性组分与粘结组分按(1‑3):(3‑1)wt%共混得到；所述催化活性组分为双/多金属纳米颗粒与掺杂修饰的CeZrO_x固溶体所形成的混合物，且是通过脉冲微波辅助化学还原法将双/多金属纳米颗粒原位涂覆于CeZrO_x固溶体上；所述双/多金属纳米颗粒占CeZrO_x质量的0.1%‑5%；且所述双/多金属纳米颗粒由贵金属与非贵金属前驱体混合液经乙二醇还原法制备得到的，所述乙二醇既作溶剂又作还原剂在加热条件下将贵金属与非贵金属原位还原为金属纳米颗粒；所述CeZrO_x固溶体由0.5‑50wt%的Pr、Y、La中一种或多种经过共沉淀进行掺杂修饰后得到的，且Ce:Zr=(0‑1):(1‑0)wt%；单次涂覆的多元组分催化剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1，配制0.5‑2wt%的H₂PtCl₆‑乙二醇溶液及配制0.5‑2wt%的Cu(NO₃) ₂‑乙二醇溶液；步骤2，称取0.5‑2wt%的H₂PtCl₆‑乙二醇溶液和0.5‑2wt%的Cu(NO₃)₂‑乙二醇溶液或单独0.5‑2wt%的H₂PtCl₆‑乙二醇溶液加入到微波反应器中，搅拌10‑30min使混合均匀形成第一溶液；步骤3，称取一定量的CeZrO_x固溶体粉末，在搅拌状态下加入到上述第一溶液中，继续搅拌0.5‑2h后形成第二溶液；所述CeZrOx固溶体粉末添加量为总液体质量的15‑50wt%；所述CeZrO_x固溶体由0.5‑50wt%的Pr、Y、La中一种或多种经过共沉淀进行掺杂修饰后得到的，且Ce:Zr=(0‑1):(1‑0)wt%；步骤4，用1M NaOH‑乙二醇溶液调节第二溶液的pH=8‑11，在搅拌状态下开启微波反应器后得到催化活性组分；且该微波反应器得的工作条件为：时间5‑25S，驰豫时间60‑240S，过程重复3‑8次，微波功率选择1‑2KW；步骤5，称取一定量的氧化铝或拟薄水铝石，加入3‑15倍蒸馏水搅拌均匀后用硝酸调节pH=2‑6，搅拌1‑3h后得到粘结组分备用；所述氧化铝或拟薄水铝石与蒸馏水的质量比为1：3‑15；步骤6，取步骤4微波反应后的催化活性组分在搅拌状态下加入一定量步骤5所得的粘结组分中，继续搅拌1‑3h后得到混合催化涂层；所述催化活性组分与粘结组分质量比为(1‑3):(3‑1)；步骤7，将多孔基体浸没于上述所得混合催化涂层中，取出后用风刀吹去多余浆料，并烘干焙烧后即得单次涂覆的多元组分催化剂。