一种Au@硅酸盐核壳纳米结构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(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114192164A(43)申请公布日2022.03.18(21)申请号202111599868.4(22)申请日2021.12.24(71)申请人山东氢谷新能源技术研究院地址250000山东省济南市济阳区崔寨街道中心大街1号崔寨商务中心A125室(72)发明人张真杜宪军苗乃乾王刚张轩(74)专利代理机构济南诚智商标专利事务所有限公司37105代理人房一粟(51)Int.Cl.B01J23/89(2006.01)B01J23/66(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种Au@硅酸盐核壳纳米结构催化剂及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种Au@硅酸盐核壳纳米结构催化剂及其制备方法，利用硅酸盐壳对纳米金的限域效应，提高纳米金颗粒的分散度及其与载体的相互作用，从而达到提升反应活性和稳定性的目的，同时选择在催化剂体系中引入其他金属活性位点，有助于乙醇部分氧化反应活性。本发明有效解决了金纳米颗粒在乙醇部分氧化反应中易发生烧结的问题，实现了硅酸盐纳米壳的厚度可调节的问题，比普通核壳结构催化剂更大的气体接触面积。根据纳米金的量和可溶性硅源的添加量比例，可调节包裹SiO2的厚度。CN114192164ACN114192164A权利要求书1/1页1.一种Au@硅酸盐核壳纳米结构贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)配制氯金酸溶液，加入PVA，搅拌后加入NaBH4溶液，当溶液变成酒红色，获得金纳米颗粒；2)调节步骤1)中形成的金纳米颗粒水溶液pH为9‑10，加入可溶性硅源，搅拌水解，形成Au@SiO2纳米颗粒；3)将金属盐加水溶解后，加入氨水，再加入乙醇搅拌，添加到步骤2)中制备好的Au@SiO2纳米颗粒中，搅拌均匀，转移到水热釜中，放入烘箱中273‑473K下水热处理12‑36h，反应完成后，洗涤烘干，380‑400℃煅烧3‑4h，获得Au@硅酸盐核壳纳米结构催化剂。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的氯金酸溶液的浓度为90‑100mg/L。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的PVA的添加量为按照溶液中Au和PVA质量比为(1.2‑1.5)：1的比例添加。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的NaBH4溶液的浓度为0.1‑0.2mol/L；所述的NaBH4溶液添加量按照Au和NaBH4摩尔比1：(4‑5)的比例混合。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述的可溶性硅源的添加量为1‑10mmol/100ml。6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述的可溶性硅源指硅酸钠、硅酸钾、正硅酸乙酯中的一种。7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述的调节金纳米颗粒水溶液pH的方法为使用氨水调节。8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述的金属盐为金属铜、镁、锌、镍、铝的硝酸盐、硫酸盐或草酸盐中的一种。9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述的金属盐加水溶解后的浓度为0.1‑0.5mol/L。10.如权利要求1‑9任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中所述的氨水为25％的氨水，添加量为1‑5mL；所述的乙醇添加量按照水醇比为1:1‑1:2。2CN114192164A说明书1/3页一种Au@硅酸盐核壳纳米结构催化剂及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种Au@硅酸盐核壳纳米结构催化剂及其制备方法，属于制氢技术领域。背景技术[0002]乙醇作为制氢原料具有来源广、无污染、过程无毒的优势，其制氢途径主要有乙醇部分氧化重整、乙醇水蒸气重整、乙醇裂解、乙醇部分氧化等方式。其中，乙醇部分部分氧化制氢具有启动快、效率高、便于小型化等优势，用作燃料电池的氢源有着广泛的应用前景，也是实现车载制氢的重要途径。乙醇部分氧化催化剂主要可以分为铜、贵金属以及双金属为活性组分的负载型催化剂。专利号CN201510741794.1专利名称一种乙醇部分氧化制氢催化剂及制备方法，该方法采用水热‑共沉淀法制备乙醇部分氧化制氢催化剂的化学式为：PrNixCo1‑xO3。专利号CN01145252.8专利名称为乙醇部分氧化制氢催化剂的专利，提供一种用共沉淀法制备的催化剂，该催化剂活性组分为Ni‑Fe‑La，催化剂的通式为Ni(x)Fe(100‑x)La(y)O(z)。[0003]金纳米催化剂对乙醇部分氧化反应具有较好的低温催化活性，然而，由于乙醇部分氧化反应为放热反应，且一般温度在200‑400℃，在反应过程中容易引起晶粒迁移、烧结和Au活性组分不稳定，从而导致反应活性低、稳定性差等问题。因此，设计构筑特殊形