[发明专利]一种催化氧化CO的AuAg@SiO2

说明书

本发明属于CO低温催化氧化催化剂的技术领域，具体涉及一种催化氧化CO的AuAg@SiO₂纳米催化剂的制备方法。本发明结合合金粒子和核壳结构两方面的优点，提供了一种制备步骤简单，催化活性和稳定性优异的合金类AuAg@SiO₂纳米催化剂的制备方法，本发明的制备方法得到催化剂，其内核为AuAg合金粒子，外壳为SiO₂，AuAg的粒径为2‑5 nm，该核壳结构催化剂的直径在50‑120 nm之间，内核AuAg合金粒子中不同金属成分间的协同作用大幅提升了催化剂对CO低温氧化的活性，外壳SiO₂有效防止合金粒子的迁移聚集，提高了催化剂的稳定性。该新型结构催化剂呈现出优异的CO低温催化氧化活性和稳定性。

技术领域

本发明属于CO低温催化氧化催化剂的技术领域，具体涉及一种催化氧化CO的AuAg@SiO₂纳米催化剂的制备方法。

背景技术

随着工业发展和城市人口集中，人类在生产和生活中向环境排放的污染物日趋增多，各类污染物已经严重威胁到人类及其它生物的生存和发展，改善生存环境、提高环境质量已成为全球可持续发展战略的重要内容。其中，由于化石燃料的不完全燃烧和汽车尾气的排放，CO气体已成为许多工业作业和室内环境的首要污染物，在火灾现场、矿井坑道、城市路口、用煤或煤气取暖的室内均可能大量存在。去除CO或降低环境中CO浓度至安全范围对维护人体健康、改善生存环境非常必要。在去除CO的各类方法中，环境温度下使用多相催化剂将CO氧化成CO₂是最直接、简单易行的有效途径。因此，开发具有优异CO催化氧化性能的催化剂成为当前亟待解决的问题之一。

自Haruta发现负载型的贵金属Au催化剂对CO氧化呈现出较好的低温催化活性后，金基纳米催化剂就成为催化氧化CO的研究热点[M. Haruta, T. Kobayashi, H. Sano, N.Yamada, Novel gold catalysts for the oxidation of carbon monoxide at atemperature far below 0℃, Chem. Lett., 1987, 16, 405-406]。但Au纳米颗粒的催化活性依赖于粒子尺寸，粒径3nm的Au颗粒催化活性较高，[T. Zhang, H. Zhao, S. He, K.Liu, H. Liu, Y. Yin, and C. Gao, Unconventional Route to EncapsulatedUltrasmall Gold Nanoparticles for High-Temperature Catalysis, ACS nano, 2014,8, 7297-7304]但尺寸较小的金纳米颗粒稳定性差，在催化反应过程中易迁移聚集使催化活性大幅下降。因此，设计并制备复合型纳米催化剂以满足实际应用对催化剂性能的要求十分必要。