[发明专利]添加修饰剂的纳米金催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明为一种新的制备方法，使用该制备方法得到的纳米金催化剂的应用范围包括防CO的煤矿自救器、高层建筑逃生面罩、或其它用于防护CO的装置、CO₂激光器、CO传感器以及一些特殊的或密闭环境中的CO的净化。

背景技术

过去长期使用的CO净化催化剂为Hopcalite(霍加拉特剂)。它1919年由美国约翰——霍普金斯大学和加利福尼亚大学共同发明的，由活性二氧化锰和氧化铜按一定的比例制成的催化剂。通常Hopcalite催化剂的制法是采用硫酸法。第一步是制造活性二氧化锰，系将硫酸锰细粉(70目以下)与少量的水混合，在不断搅拌下加入浓硫酸制成硫酸锰(在70％硫酸中悬浮液)。在温度为60℃时，以均匀速度，加上粒状高锰酸钾(32～50目)，控制反应温度在65～72℃之间，时间约为15～20分钟，在维持温度10分钟，然后将混合物以细流方式注入不断搅拌的水中进行水解。用倾析法，每次以几十倍于沉淀物之水洗4～5次，直至无硫酸根时为止。把污水碳酸钠沸溶液倾入二氧化锰悬浮液中，充分搅拌，再加入硫酸铜热溶液，继续搅拌15分钟，洗至无硫酸根时为止。接着沉淀、过滤、干燥、破碎成粉，加压成型。再在活化炉中，通干空气以270℃(或300℃)活化2小时，即可得Hopcalite催化剂。

负载的贵金属铂、钯催化剂一直也是催化CO氧化比较有效的催化剂。Pt/SnOx[Stark D.S.，Haris M.R.J.Phys.E 1988，21：715]早就被证明对催化CO氧化非常有效。不足之处是予处理比较复杂，且在室温下，不能起到有效的作用。贵金属铂、钯催化剂的制备主要使用的方法是等体积浸渍法，该方法比较简单，工艺上也比较容易实现。

Au/Fe₂O₃，Au/NiO等氧化物负载的金催化剂，对室温下CO氧化具有很高的活性[HarutaM.，Yamada N.J.Catal.1989，115：301]。安立敦等[中国专利申请公开号CN 00122829]将金负载在单氧化物载体上，制备得到了能在环境温度(-10～40℃)和环境湿度下(相对湿度60％～100％)下具有良好催化活性、且能够满足防毒面具实用要求的催化剂。但是如果将金负载在单载体Al₂O₃上，一般得不到具有低温活性的纳米金催化剂，如果将金负载在单独的过渡金属氧化物上，则制得的催化剂一般在实现工业化的过程中具有相当的困难。郝郑平等[公开号CN1465427A]采用共沉淀法制备得到负载型纳米金催化剂能够在常温下同时催化分解O₃和CO。王东辉等[公开号CN 1498680A]采用沉积沉淀法制备得到负载在复合载体上的纳米金催化剂，该催化剂显示了很优秀的催化CO转化的功能，且具有很好的工业应用前景。最近安立敦等[公开号CN 03/068389A1]利用催化剂表面的纳米金颗粒与尖晶石结构过渡金属氧化物之间的强相互作用，以及部分金颗粒与过渡金属形成合金结构，来稳定负载型纳米金粒子，从而保障在长期使用和储存过程中的结构和催化活性的稳定性。本发明则是从另一个角度出发，通过添加一些修饰剂，利用修饰剂能够屏蔽活性组分与H₂O和CO₂的直接接触，或者是分隔疏散金属活性组分的作用，得到具有较高活性稳定性的纳米金催化剂。

发明内容

本发明的目的在于建立一个新的提高纳米金催化剂活性稳定性的制备方法。该方法制备得到的纳米金催化剂，能够在环境温度-30～50℃、相对湿度为10～100％下，具有良好的净化CO活性，具有较长的使用寿命和活性稳定性。该方法制备得到的纳米金催化剂具有工业化生产前景，其强度能够满足实际使用要求。

本发明所述负载型纳米金催化剂可采用专利CN 1498680A和专利200610000633.8(申请号)所述方法制备得到，也可以是采用任何其它方法制备得到的负载在单载体或者复合载体上的纳米金催化剂。

本发明的纳米金催化剂的修饰剂为甲基吡啶、三乙撑二胺(TEDA)、葡萄糖、葡萄糖+NaOH、左旋维生素C、右旋维生素C、奎核碱、喹喔啉或NaCN的一种。

本发明的纳米金催化剂的修饰剂的添加方法如下：

(1)水溶液浸渍法：将修饰剂配制成重量百分比为0.1％～5％的水溶液，按照等体积浸渍的方法浸渍到已经制备好的负载型纳米金催化剂上；