抗碳烟型的核壳结构催化剂的制备方法及其应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115845838A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211312321.6(22)申请日2022.10.25(71)申请人广东工业大学地址510000广东省广州市东风东路729号(72)发明人温美成吕美瑜邓伟强宋胜男安太成(74)专利代理机构深圳市明日今典知识产权代理事务所(普通合伙)44343专利代理师王杰辉(51)Int.Cl.B01J23/44(2006.01)B01J37/10(2006.01)B01D53/44(2006.01)B01D53/86(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称抗碳烟型的核壳结构催化剂的制备方法及其应用(57)摘要本申请涉及环境催化技术领域，特别是涉及到一种抗碳烟型的核壳结构催化剂的制备方法及其应用，所述方法包括如下步骤：内核制备；硅铝酸盐外壳包裹；选择性刻蚀。本申请通过制备一种抗碳烟型的核壳结构催化剂，以获取具备抵抗碳烟性能的催化剂，后续可使用该催化剂进行燃烧去除VOCs反应的催化，以解决传统贵金属催化剂在处理有机废气时碳烟细颗粒物覆盖催化剂活性中心，致使催化效率低和稳定性差的问题。CN115845838ACN115845838A权利要求书1/1页1.一种抗碳烟型的核壳结构催化剂的制备方法，其特征在于，所述核壳结构催化剂为贵金属负载核壳结构催化剂M1‑MOx@HMAS，所述核壳结构催化剂通过反相微乳法在内核上包裹一层核壳结构的硅铝酸盐外壳获得，所述制备方法包括如下步骤：内核制备：将贵金属前驱体溶液加入均匀分散了载体的有机溶液中，得到第一悬浮液，向所述第一悬浮液加入PVP并搅拌均匀，然后置于油浴锅加热还原，得到第一产物溶液，对所述第一产物溶液进行纯化处理，得到贵金属负载内核；硅铝酸盐外壳包裹：将所述贵金属负载内核均匀分散于超纯水中，得到悬浊液A；同时，往乙醇中加入氨水并搅拌均匀，得到悬浊液B；将所述悬浊液A和所述悬浊液B进行混合及搅拌均匀，得到混合溶液；在剧烈搅拌所述混合溶液的条件下缓慢滴加硅源，待搅拌均匀后，得到第二悬浊液，将所述第二悬浊液进行纯化处理，得到M1‑MOx@SiO2；选择性刻蚀：将所述M1‑MOx@SiO2均匀分散于超纯水中，然后向其加入表面活性剂，待所述表面活性剂均匀分散后，加入弱碱性盐及无机铝源，并加热刻蚀，得到第三悬浊液，将所述第三悬浊液进行纯化处理，得到纯化沉淀物，将所述纯化沉淀物分散于超纯水中，然后进行水热反应，以获取水热反应产物，对所述水热反应产物进行纯化，并置于马弗炉中焙烧，得到粉末，将所述粉末溶于甲醇中，并添加硼氢化钠水溶液以进行还原反应，将还原产物进行纯化，得到贵金属负载的M1‑MOx@HMAS催化剂。2.根据权利要求1所述的抗碳烟型的核壳结构催化剂的制备方法，其特征在于，所述贵金属负载核壳结构催化剂M1‑MOx@HMAS中，M1为贵金属前驱体，所述贵金属前驱体为Pd、Pt、Ru、Au中的任意一种；所述MOx为载体，所述载体为TiO2、CeO2、Fe3O4中的任意一种；所述贵金属前驱体为所述载体的质量分数的0.01％～10％。3.根据权利要求1所述的抗碳烟型的核壳结构催化剂的制备方法，其特征在于，所述PVP与所述载体的质量之比为1：50～5：1；所述有机溶剂为甲醇、乙二醇、甘油中的一种或者多种混合溶液。4.根据权利要求1所述的抗碳烟型的核壳结构催化剂的制备方法，其特征在于，所述氨水的投加量为0.1mL～100mL；所述硅源的总投加量为0.3mL～100mL。5.根据权利要求1所述的抗碳烟型的核壳结构催化剂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种。6.根据权利要求1所述的抗碳烟型的核壳结构催化剂的制备方法，其特征在于，所述弱碱盐为Na2CO3、NaHCO3、Na(OAC)中的任意一种；所述无机铝源为偏铝酸盐NaAlO2、KAlO2中的任意一种；所述加热刻蚀的温度为20℃～200℃，时间为0.5～24h。7.根据权利要求1所述的抗碳烟型的核壳结构催化剂的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为30℃～250℃，反应时间为1h～96h。8.根据权利要求1所述的抗碳烟型的核壳结构催化剂的制备方法，其特征在于，所述马弗炉的温度为100℃～800℃，升温速率为0.1℃/min～20℃/min，焙烧时间为0.5～24h。9.根据权利要求1所述的抗碳烟型的核壳结构催化剂的制备方法，其特征在于，所述硼氢化钠水溶液的摩尔比为Pd：NaBH4＝1:1～1:60。10.一种抗碳烟型的核壳结构催化剂的应用，其特征在于，将权利要求1‑9任一项所述的贵金属负载型核壳结构催化剂应用于VOCs的催化净化领域中