[发明专利]一种单原子贵金属催化剂及其制备方法和在低温催化氧化甲醛中的应用

权利要求书

1.一种单原子分散的贵金属催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)将二氧化锰纳米棒和贵金属前驱体的水溶液混合，得到悬浮液；

2)将浓度为0.15-0.3wt.％的过氧化氢水溶液与步骤1)的悬浮液混合，反应；

3)对步骤2)的反应产物进行焙烧，制备得到所述的单原子分散的贵金属催化剂；

其中，所述贵金属前驱体选自HAuCl₄·4H₂O、H₂PtCl₆·6H₂O、Pt(NO₃)₂、PdCl₂、Pd(NO₃)₂或RuCl₃中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)具体包括如下步骤：

1’)将二氧化锰纳米棒超声分散于去离子水中，加入贵金属前驱体的水溶液，搅拌，制备得到含有二氧化锰纳米棒和贵金属前驱体的悬浮液。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述贵金属前驱体的水溶液中贵金属前驱体的浓度为0.001-0.1g/mL。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述悬浮液中二氧化锰纳米棒的浓度为0.001-0.5g/mL；

所述悬浮液中贵金属前驱体的浓度为0.001-0.5g/mL。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化锰纳米棒为α型晶体结构，具有4×4+2×2的Mn-O八面体堆积型孔道，其比表面积为30-80m²/g，平均孔径为15-30nm。

6.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤2)具体包括如下步骤：

2’)将过氧化氢水溶液加入步骤1)的悬浮液中，反应；

2”)将反应后的产物进行过滤、洗涤和干燥处理。

7.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述过氧化氢和二氧化锰纳米棒的摩尔比为1:(3-8)。

8.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为室温；所述反应的时间为1-5h。

9.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述焙烧的温度为200-300℃，所述焙烧的时间为1-3h。

10.一种单原子贵金属催化剂，其是通过权利要求1-9任一项所述方法制备得到的。

11.根据权利要求10所述的催化剂，其特征在于，所述单原子贵金属催化剂中包括二氧化锰载体和以单原子形式分散在其表面的贵金属。

12.根据权利要求10或11所述的催化剂，其特征在于，所述单原子贵金属催化剂中贵金属含量小于0.5wt％。

13.根据权利要求12所述的催化剂，其特征在于，所述单原子贵金属催化剂中贵金属含量小于0.4wt％。

14.根据权利要求13所述的催化剂，其特征在于，所述单原子贵金属催化剂中贵金属含量为0.15-0.35wt％。

15.根据权利要求14所述的催化剂，其特征在于，所述单原子贵金属催化剂中贵金属含量为0.25wt％。

16.一种单原子贵金属催化剂的用途，其特征在于，所述单原子贵金属催化剂是通过权利要求1-9任一项所述方法制备得到的或是权利要求10-15任一项所述的单原子贵金属催化剂；所述单原子贵金属催化剂用于低温下催化氧化甲醛，所述低温是指温度范围在室温至95℃范围内。