[发明专利]一种高分散负载型贵金属催化材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高分散负载型贵金属催化材料及制备方法，所采用的制备方法是将还原性LDH载体、贵金属盐和表面活性剂溶液混合，一步法制备高分散负载型贵金属催化剂M/ZT‑S。由于制备LDHs过程将可变价金属直接引入LDHs层板，制备出具有还原性位点的高度分散LDHs载体；高分散的还原性位点可自发诱导还原氧化态贵金属，实现负载型贵金属催化剂活性组分颗粒的高度分散，且无需用还原剂或高温焙烧进行还原。通过改变催化剂制备温度及添加表面活性剂条件，能实现活性组分粒径尺寸、分布与稳定负载的控制。该高分散负载型催化剂在苯甲醇选择性氧化反应和蒽醌加氢反应表现出良好的应用效果。

主权项

1.一种高分散负载型贵金属催化材料的制备方法，具体步骤如下：A.将含有可变价金属离子的可溶性二价金属盐与可溶性三价金属盐溶于去离子水中配制混合盐溶液；用Na₂CO₃和NaOH溶于去离子水中配制混合碱溶液；同时将两种溶液匀速滴入反应器中，于60‑90℃恒温搅拌反应2‑16h，过滤、用去离子水离心洗涤滤饼至中性，干燥8‑15小时，得到含有可变价金属离子的还原性水滑石载体ZT；所述的可变价金属离子是指低氧化态的二价过渡金属离子，为Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺中的一种；所述可溶性二价金属盐为Co(NO₃)₂·6 H₂O、FeSO₄·7H₂O、Mn(NO₃)₂·4H₂O、Mg(NO₃)₂·6 H₂O、或Zn(NO₃)₂·6 H₂O一种或者两种，其中至少含有一种可变价过渡金属盐；所述可溶性三价金属盐为Al(NO₃)₃·9H₂O或Fe(NO₃)₃·9H₂O中的一种；其中，二价金属盐的浓度为0.1‑1mol/L；三价金属盐的浓度为0.025‑0.5mol/L，二价金属盐与三价金属盐的摩尔比为2‑4:1；所述的混合碱溶液中Na₂CO₃的浓度为0.3‑10mol/L，NaOH的浓度为0.1‑3mol/L；混合盐溶液与混合碱溶液的滴加量按照OH^‑与总阳离子摩尔比为1‑2:1；B.配制浓度为5‑15mmol/L的表面活性剂S的水溶液，将步骤A制备的ZT粉末分散在表面活性剂S溶液中，配制固含量为100‑200mL/g的悬浊液，室温搅拌5‑10min使其均匀分散，在温度为0‑50℃的条件下恒温持续搅拌5min。所述表面活性剂S为十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠中的一种；C.将步骤B的悬浊液在温度为0‑50℃的条件下恒温持续搅拌10‑20min，逐滴加入贵金属M盐溶液，按照所制备催化剂M/ZT‑S中M与ZT的质量比为0.2‑1％确定M盐的加入量；继续恒温搅拌3‑6h，悬浊液颜色逐渐变深，结束反应，过滤、用去离子水将滤饼离心洗至中性，于‑50～‑20℃真空冷冻干燥7‑8小时得到催化剂M/ZT‑S，平均尺寸范围为1.00‑1.50nm；所述贵金属M盐为Na₂PdCl₄、K₂PdCl₄、HAuCl₄、NaAuCl₄、H₂PtCl₆、Na₂PtCl₆中的一种或两种，M盐的浓度为20‑50mmol/L。