[发明专利]一种ZnO掺杂调控Pt基催化剂氧化活性的方法

说明书

一种ZnO掺杂调控Pt基催化剂氧化活性的方法，属于工业催化领域。采用Pt、Zn前躯体、一定量油酸酰胺和油酸制备混合液，加热制备Pt‑ZnO纳米粒子溶胶，加入γ‑Al₂O₃浸渍，60～80℃真空烘箱中放置6～8h，500～800℃焙烧即可得到。本发明制备过程简单，反应条件温和，产物尺寸均一，形貌均匀，分散很好，具有良好的催化活性，Pt‑ZnO/Al₂O₃催化剂制备成催化剂具有多孔结构的特点和良好的CO氧化活性；控制Pt的量不变，可以利用ZnO的引入，调节Pt//γ‑Al₂O₃催化剂的氧化活性。

技术领域

本发明属于工业催化领域；具体涉及到一种ZnO掺杂的Pt基催化剂的方法，利用ZnO掺杂实现对Pt基催化剂氧化活性的调控。

背景技术

随着经济的发展，大气环境污染问题也越来越严重，2013年我国遭遇了严重的雾霾天气，此次雾霾发生频率之高、波及范围之广、污染程度之重前所未有，形成雾霾污染最主要的原因之一就是汽车尾气的排放。解决汽车排放污染控制问题主要依靠三效催化转换器，三效催化剂的活性组分是贵金属Pt、Rh和Pd，越来越严格的排放标准和紧缺的贵金属资源，加之居高不下的贵金属价格和不断攀升的汽车保有量对三效催化剂提出了新的挑战。

三效催化剂面临的问题主要有：提高催化活性，降低生产成本和控制汽车冷启动阶段尾气排放。近年来，纳米催化剂的发展为解决上述问题带来了曙光。本发明就从Pt/Al₂O₃催化剂出发，引入ZnO，实现了可控调节Pt/Al₂O₃催化剂的氧化活性。该催化剂体系可以用于CO废气排放控制和汽车尾气净化三效催化剂的制备。

本发明以Pt盐和Zn盐为前驱体，油酸酰胺和油酸为保护剂及还原剂，采用液相化学还原法制备，利用双金属纳米粒子可控制备技术实现了Pt-ZnO纳米粒子粒径调控。

本发明将制备的Pt-ZnO纳米粒子负载于γ-Al₂O₃上，经600℃空气气氛下焙烧，得到Pt-ZnO/γ-Al₂O₃催化剂，对其进行了表征和CO催化氧化活性的评价。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备具有高热稳定的Pt-ZnO纳米粒子和Pt-ZnO/Al₂O₃纳米催化剂的方法。

本发明以油酸酰胺为还原剂和稳定剂，采用共热还原法制备Pt-ZnO纳米粒子，通过改变前躯体的浓度改变ZnO的掺杂量。Pt-ZnO/Al₂O₃为Pt和ZnO的纳米颗粒各自均匀负载在Al₂O₃上。

所述的一种Pt-ZnO/Al₂O₃纳米催化剂制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将一定比例Pt、Zn前躯体、一定量油酸酰胺和油酸加入到反应器中，70-90℃优选80℃水浴并不断搅拌，使油酸酰胺完全溶解并使试剂完全混合，混合液呈黄色；

(2)将上述黄色混合液在氩气氛围下，进行加热，加热温度为220～350℃，加热时间为0.5～1.5h；

(3)停止加热，降温，加乙醇纯化，得到Pt-ZnO纳米粒子溶胶；

(4)然后，将Pt-ZnO纳米粒子溶胶中加入γ-Al₂O₃，搅拌6～13h，浸渍过夜；

(5)将浸渍后的悬浊液在60～80℃真空烘箱中放置6～8h，500～800℃焙烧2h，研磨，然后，将该粉体压片过筛为60～80目，得到Pt-ZnO/Al₂O₃催化剂。