[发明专利]一种负载型纳米金光催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种负载型纳米金光催化剂及其制备方法，活性组份为贵金属金Au，载体为氧化铈掺杂的介孔二氧化钛，由金Au纳米粒子负载到大比表面积、高结晶度的氧化铈掺杂的介孔二氧化钛载体上形成；该制备方法是：S1、将表面活性剂和柠檬酸加入到水中搅拌；水将表面活性剂和柠檬酸完全溶解；S2、向混合溶液中分别加入双金属源(钛源、铈源)和活性组份金的前体溶液，溶解完全后加入质量百分比浓度为15～25％的酚醛树脂乙醇溶液，在30～50℃水浴下充分搅拌形成均相溶液，倒入容器中，在烘箱中放置，然后在烘箱中进行交联，得到橘黄色透明的膜状物；S3、将步骤(2)所得产物冷却洗涤，再离心分离；焙烧，得氧化铈掺杂的介孔二氧化钛纳米金催化剂。

技术领域

本发明涉及一种负载型纳米金光催化剂及其制备方法。

背景技术

负载型金催化剂是一类新型的工业和环保催化材料，其CO低温氧化催化性能在封闭式CO₂激光器、航天器及潜水艇等密闭系统、CO气体传感器、CO气体防护面具以及氢燃料电池等许多领域具有广泛的应用前景。以二氧化钛为载体的金催化剂在一氧化碳氧化、水汽转移反应、由氢气和氧气制备过氧化氢、从富氢体系中除去一氧化碳以及选择氧化等领域具有重要的应用。人们对高比表面积二氧化钛为载体的金催化剂以及以非孔二氧化钛为载体的金催化剂分别进行了研究。

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.，YamadaN.J.Catal.1989，115：301]。安立敦等[中国专利申请公开号CN00122829]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CN1498680A]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CN03/068389A1]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，将纳米金粒子扩散到多孔载体的介孔中，从而限制了在使用和存放过程中纳米粒子的长大，因此得到了具有较高活性和稳定性的纳米金催化剂。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足之处，提供一种负载型纳米金光催化剂及其制备方法，解决了现有技术中的金催化剂在高温抗烧结能力以及催化剂稳定性即催化寿命方面性能比较差的技术问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种负载型纳米金催化剂，该催化剂的活性组份为贵金属金Au，载体为氧化铈掺杂的介孔二氧化钛，该催化剂由金Au纳米粒子负载到大比表面积、高结晶度的氧化铈掺杂的介孔二氧化钛载体上形成，金纳米粒子与大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛的重量比为2～5∶80。

作为对上述技术方案的改进，活性组份金的前体来自氯金酸水合物HAuCl₄·3H₂O，氯化金AuCl₃或Au₂Cl₆，或络合物前体：KAu(CN)₂或[Au(en)₂]Cl₃。

本发明并提供了上述催化剂的制备方法，该制备方法的步骤是：