一种热稳定核壳结构纳米三效催化剂及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103212413A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103212413103212413A(43)申请公布日2013.07.24(21)申请号201310109032.0(22)申请日2013.03.29(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人何洪张桂臻刘北北訾学红(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人张慧(51)Int.Cl.B01J23/63(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书7页说明书7页附图2页附图2页(54)发明名称一种热稳定核壳结构纳米三效催化剂及其制备方法(57)摘要一种热稳定核壳结构纳米三效催化剂及其制备方法，属于汽车尾气催化剂技术领域。具有核壳结构的贵金属纳米粒子负载到三效催化剂载体上，贵金属纳米粒子外包覆一层SiO2。制备方法：贵金属纳米粒子溶胶置于冰水浴中，过滤除去过量的保护剂,室温搅1h,调节pH值为9～10,加入20vol%TEOS的乙醇溶液,搅拌三天,即得M@SiO2纳米粒子溶胶；将载体分别加入到M@SiO2纳米粒子溶胶体系中，室温搅拌1～5h,所得产物置于100°C烘箱中干燥过夜,在马弗炉中500°C焙烧4h。本发明催化剂具有较好的三效催化活性和很好的热稳定性，具有良好的应用前景。CN103212413ACN10324ACN103212413A权利要求书1/1页1.一种热稳定核壳结构纳米三效催化剂，该催化剂为具有核壳结构的贵金属纳米粒子负载到三效催化剂载体上，所述的具有核壳结构的贵金属纳米粒子为在贵金属纳米粒子外包覆一层SiO2所形成的纳米粒子，催化剂的化学分子表达式为M@SiO2/载体，其中所述的载体为Ce1-xZrxO2、γ-Al2O3、Ce1-xZrxO2与γ-Al2O3的复合载体(Ce1-xZrxO2+γ-Al2O3)或Ce1-xZrxO2层和γ-Al2O3层的复合层载体(Ce1-xZrxO2/γ-Al2O3)，其中M为贵金属元素，M优选Pt、Pd、Rh、Au元素中的一种或几种，催化剂中x取值范围0≤x≤0.8。2.按照权利要求1的催化剂，其特征在于，贵金属M纳米粒子的粒径为1～20nm。3.按照权利要求1的催化剂，其特征在于，贵金属的负载量为0.05～10wt%。4.制备权利要求1所述的催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）利用超声辅助膜扩散法(UAMR)或化学还原法制备贵金属纳米粒子溶胶；（2）将贵金属纳米粒子溶胶置于冰水浴中，过量的保护剂在低温条件下析出，过滤除去过量的保护剂,将滤液室温搅1h,用0.1～1mol/LNaOH溶液调节pH值为9～10,分多次加入20vol%TEOS的乙醇溶液,搅拌三天,即得M@SiO2纳米粒子溶胶；（3）当载体为Ce1-xZrxO2、γ-Al2O3或Ce1-xZrxO2与γ-Al2O3的复合载体时，将载体分别加入到M@SiO2纳米粒子溶胶体系中，室温搅拌1～5h,所得产物置于100°C烘箱中干燥过夜,在马弗炉中500°C焙烧4h；或者当载体为Ce1-xZrxO2层和γ-Al2O3层的复合层载体时，催化剂的制备方法：将M@SiO2/Ce1-xZrxO2研成粉末加入γ-Al2O3水溶液中，室温搅拌1～5h后，超声分散0.5～1h，所得产物置于100°C烘箱中干燥过夜,在马弗炉中以500°C焙烧4h,得负载型催化剂M@SiO2/Ce1-xZrxO2/γ-Al2O3。5.按照权利要求4的方法，其特征在于，步骤（1）中，超声辅助膜扩散法(UAMR)或化学还原法制备贵金属纳米粒子溶胶时，所用贵金属前驱体可以是H2PtCl6·nH2O、(NH4)2PtCl6、Pt(NO3)2、Pd(NO3)2、H2PdCl4、Pd(O2CCH3)2、C2O4Pd、RhCl3·nH2O、H3RhCl6、Rh2O3·nH2O、Rh(NO3)3·nH2O、Rh2(CH3CO2)3、Rh(NO3)3、AuCl3或HAu(NO3)3。6.按照权利要求4的方法，其特征在于，步骤（3）所用载体的制备方法如下：采用共沉淀法制备载体Ce1-xZrxO2：将Ce的前躯体与Zr的前躯体溶于去离子水中，然后加入γ-Al2O3，搅拌至完全溶解；逐滴滴加氨水至沉淀完全，继续搅拌2h，陈化12h后进行抽滤，将滤饼洗涤，干燥，研磨，然后在马弗炉中以550°C焙烧4h，即可得到Ce1-xZrxO2；Ce1-xZrxO2与γ-Al2O3的复合载体的制备方法如下：采用共沉淀法制备复合载体（Ce1-xZrxO2+Al2O3），将Ce的前躯体与Zr的前躯体溶于去离子水中，然后加入γ-Al2O3，搅拌至完全溶解；逐滴滴加氨水至沉淀完全，继续搅拌2h，陈化1