[发明专利]一种具有抗高温烧结性能的负载型贵金属催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种具有抗高温烧结性能的负载型贵金属催化剂，其特征在于，该催化剂包括：二级载体、分散于二级载体表面的一级载体、介于一级载体与二级载体层之间的尖晶石稳定剂MAl₂O₄、分散于一级载体表面的活性组分、包覆在二级载体表面的二氧化硅包覆层；

所述的二级载体为Al₂O₃、掺杂改性的Al₂O₃或六铝酸盐；

所述的一级载体纳米粒子为TiO₂、CeO₂、ZrO₂、Ce_xZr_1-xO₂或改性的Ce_xZr_1-xO₂纳米粒子；

所述的活性组分为贵金属Au、Pt、Pd、Rh、Ir或Ru；

所述MAl₂O₄中，M为Co、Ni或Cu。

2.根据权利要求1所述的一种具有抗高温烧结性能的负载型贵金属催化剂，其特征在于，所述的催化剂体系中，活性组分占催化剂总质量的0.05%~10%，一级载体与二级载体的质量比为1:（1~100），MAl₂O₄与一级载体的质量比为（0.01~0.3）:1，SiO₂占催化剂总质量的1%~50%。

3.根据权利要求1-2任何一项所述的一种具有抗高温烧结性能的负载型贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：

步骤一：在一级载体的可溶性前驱体中加入MO_x的可溶性前驱体，得到复合纳米粒子；

步骤二：将步骤一得到的复合纳米粒子与二级载体搅拌混合反应，得到一级载体/稳定剂/二级载体；

步骤三：将步骤二得到的一级载体/稳定剂/二级载体用SiO₂包覆，得到一级载体/稳定剂/二级载体@SiO₂；

步骤四：将活性组分贵金属选择性地沉积在步骤三得到的一级载体/稳定剂/二级载体@SiO₂中的一级载体表面，得到负载型贵金属催化剂。

4.根据权利要求3所述的一种具有抗高温烧结性能的负载型贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述的一级载体的可溶性前驱体为Ti、Ce、Zr的硝酸盐、氯化物、氯氧化物或有机配合物，所述的MO_x的可溶性前驱体为Co、 Ni或Cu的硝酸盐、氯化物或乙酸盐。

5.根据权利要求3所述的一种具有抗高温烧结性能的负载型贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二的混合反应是在空气中以1~10℃/min的升温速率升至400~800℃，保温1~10 h，将得到的产物在还原气氛中升温至200~500℃，保温1~8 h，降至室温后在空气中将样品以1~10℃/min的升温速率升温至500~900℃，保温1~10 h，得到一级载体/稳定剂/二级载体。

6.根据权利要求3所述的一种具有抗高温烧结性能的负载型贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤三具体为：将一级载体/稳定剂/二级载体分散于溶剂中，然后加入氨水，再加入正硅酸乙酯搅拌反应。

7.根据权利要求6所述的一种具有抗高温烧结性能的负载型贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述的一级载体/稳定剂/二级载体的质量：正硅酸乙酯的体积为1 g：（0.01~5）mL。

8.根据权利要求3所述的一种具有抗高温烧结性能的负载型贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤四具体为：将得到的一级载体/稳定剂/二级载体@SiO₂在氢气氛围中300~800℃下处理0.5~10 h，降至室温后在惰性气体保护下加入贵金属前驱溶液，贵金属选择性地沉积在一级载体表面，得到负载型贵金属催化剂。

9.根据权利要求8所述的一种具有抗高温烧结性能的负载型贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述的一级载体/稳定剂/二级载体@SiO₂的质量：贵金属前驱溶液的体积为（20~4000）mg:1 mL。