[发明专利]活性组分形貌可控负载型贵金属催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种活性组分形貌可控负载型贵金属催化剂，是以水滑石为载体的一元或多元贵金属催化剂，简写为Me-LDHs，其中Me代表催化剂的活性金属组分Pd、Pt、Au、Ag中的一种或多种，金属颗粒大小在2-100nm；其形貌是立方体、四面体、凹凸四面体、立方八面体、八面体、截角八面体、纳米棒、纳米线、三角片、六方片、十面体或二十面体，且金属颗粒均匀而稳定地分散在水滑石上，晶形完整，尺寸均一；其中LDHs为水滑石，其化学组成通式如下：[M²⁺_1-x Al ³⁺_x（OH）₂]^x+（A^n-）_x/n·mH₂O，其中M²⁺为二价金属离子Mg²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Cu²⁺或Mn²⁺中的一种或多种， A^n-是Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-或CO₃^2-中的一种或多种；x为Al³⁺/(M²⁺+Al³⁺)的摩尔比值，0.2≤x≤0.33；m为层间水分子的摩尔量， 2≤m≤4.5；水滑石载体具有类似于水镁石Mg(OH)₂的片层状结构。

2.根据权利要求1所述的活性组分形貌可控负载型贵金属催化剂，其特征是M²⁺为Mg²⁺、Zn²⁺或Ni²中的一种。

3.一种制备权利要求1所述的活性组分形貌可控负载型贵金属催化剂的方法，具体制备步骤如下：

A、将可溶性活性组分Me盐溶于溶剂中配制浓度为0.01~0.1mol/L溶液A，其中阴离子为NO^3-、Cl^-、CH₃COO^-或C₅H7O_2-中的一种；

所述的Me盐是：Pd(NH₃)₂Cl₂、Pd(NO₃)₂、Pd(C₅H₇O₂)₂、Na₂PdCl₄、Pd(CH₃COO)₂、 Na₂PtCl₆、Pt(NO₃)₂、[Pt(NH₃)₄]Cl₂、Pt(C₅H₇O₂)₂、NaAuCl₄、AgNO₃中的一种或多种；当Me盐是Pd(C₅H₇O₂)₂、Pt(C₅H₇O₂)₂，所用溶剂是乙醇或甲苯；其他的金属盐所用溶剂为去离子水；

B、将可溶性二价金属盐和Al(NO₃)₃^.9H₂O溶于去离子水中配制混合盐溶液，其中二价金属M²⁺的浓度为0.02~0.08mol/L，M²⁺与Al³⁺摩尔浓度比为2~10；再将溶液A加入到该溶液中搅拌得到混合溶液，且使混合溶液中M²⁺与Me的摩尔浓度比为10~100：1；

所述M²⁺是Mg²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Cu²⁺或Mn²⁺中的一种或多种，混合盐溶液中的阴离子是Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-或CO₃^2-中的一种或多种；

C、将表面活性剂和刻蚀剂加入步骤B配制的混合溶液中，控制溶液中表面活性剂浓度为0~300mmol/L，刻蚀剂浓度为0~30mmol/L，搅拌使其充分溶解；再分别加入还原剂与沉淀剂，搅拌得到混合均匀溶液；其中溶液中还原剂与Me的摩尔浓度比为20~500：1，沉淀剂与水滑石前躯体中阴离子的摩尔浓度比为2~10：1；

所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）或邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯（PDDA）中的一种或多种；刻蚀剂为NaBr、KBr、NaI、KI或FeCl₃中的一种或多种；还原剂是乙二醇（EG）、甲醛（HCOH）或二甘醇（DEG）；沉淀剂为尿素（(NH₂)₂CO）；六次甲基四胺（HMT）遇热分解为甲醛和氨，同时用作还原剂和沉淀剂；

D、将上述混合溶液转移到高压反应釜中，在90~200℃下晶化0.5~48小时，自然冷却到室温，离心分离出固体产物，离心洗涤至上清液pH值=7~8，再用乙醇、丙酮溶液洗去残留的表面活性剂和刻蚀剂，将滤饼置于烘箱中，在30~120℃干燥8~24个小时，得到Me-LDHs催化剂。