[发明专利]一种Pt/CoO单原子催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明具体涉及一种Pt/CoO纳米片催化剂及其制备方法和应用，该催化剂是通过以下方法制备得到的：将CoO纳米片、铂前驱体、乙二醇和去离子水混合，水浴加热搅拌后进行光还原反应，然后洗涤、干燥，得到Pt/CoO纳米片催化剂。该方法简单环保，易于工业化，制得的催化剂，Pt在CoO纳米片表面呈现原子级分散，并且铂金属的含量低，可在室温下降解各种VOCs。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种Pt/CoO单原子催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

VOCs(Volatile Organic Compounds，挥发性有机化合物)是石油化工、制药、印刷、喷漆等工业生产过程和机动车辆排放的常见的污染物之一。随着工业的发展，VOCs排放量与日俱增，其治理已成为当前国际环境的热点之一。VOCs大多具有致癌、致畸、致突变性，对环境具有潜在危害，严重危害人们的健康。

目前国内外去除VOCs的方法中，常温催化氧化法因其绿色、环保、节能的优点，受到人们的广泛关注，其是在常温下利用催化剂将VOCs分解为二氧化碳、水和部分无机盐，但目前所用的催化剂均为贵金属负载，使用量大且浪费贵金属资源。如何在不影响催化剂降解VOCs效率的前提下，降低贵金属负载量和提高原子利用率，成为研究热点。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提供一种Pt/CoO纳米片催化剂及其制备方法和应用。该方法简单环保，易于工业化，制得的催化剂，Pt在CoO纳米片表面呈现原子级分散，并且铂金属的含量低，可在室温下降解各种VOCs。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种Pt/CoO纳米片催化剂，Pt以单原子形式均匀分散在CoO纳米片表面。

优选地，Pt原子的质量为CoO纳米片的质量的0.1-0.5wt％。

优选地，CoO纳米片是通过将钴前驱体进行水热合成制备得到，水热合成法制得的CoO纳米片尺寸均一，可使单原子铂在CoO纳米片上实现高度分散。

优选地，CoO纳米片的制备方法，包括如下步骤：常温下将乙酰丙酮钴和乙二醇、去离子水混合，搅拌后进行水热反应，然后冷却至室温后，清洗，干燥，得到CoO纳米片。

优选地，CoO纳米片的制备方法中，乙酰丙酮钴和乙二醇的质量体积比(g/L)为4g/L，乙二醇和去离子水的体积比为5:1-9:1。

优选地，CoO纳米片的制备方法中，搅拌的速率为100-300r/min，搅拌的时间为1-2h。

优选地，CoO纳米片的制备方法中，水热反应的温度为180-240℃，水热反应的时间为12-48h。

优选地，CoO纳米片的制备方法中，清洗的具体操作步骤如下：将冷却后物料用极性溶剂进行离心洗涤，然后重复上述离心洗涤的步骤。

优选地，极性溶剂为丙酮和水的混合物，丙酮和水的体积比为5:1-9:1。

优选地，离心转速为3000-5000r/min，离心时间为3-5min，离心洗涤2-5次。

优选地，CoO纳米片的制备方法中，干燥的温度为50-80℃，干燥的时间为12-24h。

上述Pt/CoO纳米片催化剂的制备方法，包括如下步骤：

将CoO纳米片、铂前驱体、乙二醇和去离子水混合，水浴加热搅拌后进行光还原反应，然后洗涤、干燥，得到Pt/CoO纳米片催化剂。

将含CoO纳米片、铂前驱体、乙二醇的混合溶液进行水热反应后再进行光还原，可以使贵金属盐能够在载体上实现均匀分散。