[发明专利]一种Pt基催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种含Pt纳米粒子的催化剂的制备方法和该类型催化剂在水中催化加氢还原Cr⁶⁺的应用。该方法采用600℃煅烧过后的Al₂O₃做载体，以氯铂酸作前驱体，在抗坏血酸AA的还原作用下通过加入不同量的添加剂(PVP和KBr)制备出具有一定形貌的纳米粒子，再用于水中污染物Cr⁶⁺的催化还原。该型催化剂制备工艺相对简单，具有较强的催化加氢性能，可应用于六价铬的催化还原、苯酚加氢反应、汽车尾气的排放，石油的催化裂解等方面的催化。

技术领域

本发明属于催化材料领域，具体涉及一种含Pt基催化剂的制备方法和其在水中催化加氢还原Cr(Ⅵ)应用。

背景技术

Pt纳米材料拥有很高的催化活性，因此作为催化剂被广泛应用于燃料电池、传感器、石油裂解、尾气处理等领域。由于Pt金属较为昂贵和稀少，通过提高其催化性能来降低Pt的用量显得尤为重要。大量研究表明，Pt纳米材料的形貌对其催化性能有很大的影响，因此，近十年来，制备具有特定形貌的Pt纳米材料一直是Pt催化领域的焦点之一。特定形貌的铂纳米粒子具有自身特有的晶面种类和数目，如立方体有6个（100）晶面、切角八面体有6个（100）和8个（111）晶面、二十面体有20个（111）晶面。晶面原子排布、电子结构的差异化导致了不同的催化活性和选择性，于是形貌控制合成特定晶面、组分的高催化活性的铂系纳米催化剂成为研究热点。

特定形貌的贵金属纳米粒子能很好地提高其催化性能，但是纳米颗粒的形貌可控合成受很多因素的影响，如pH值、温度、溶剂、浓度、压力、反应物物质的量比、升温速率、冷却速率、反应原料等,实验条件不易控制，实验重现性不高，还存在一些问题有待解决。如何合理控制纳米材料的生长，进而实现对其尺寸、维度、组成、晶体结构的调控，将是以后研究的重点并有着深远的意义。此外，有关贵金属纳米材料的应用研究仍然是科学家们关注的热点，研发更易产业化、符合市场需求的新型纳米产品受到研发人员的极大关注，相信新的发现和发明也将不断涌现。

发明内容

本发明的目的在于通过控制一些条件来调控Pt基催化剂的形貌，如添加剂和保护剂的量、反应时间、温度等，从而提高其催化性能，更加高效的催化还原Cr(Ⅵ)。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

Pt/Al₂O₃的制备方法，所述制备方法如下：

取煅烧过后的Al₂O₃载体置于反应釜，加入30ml水，搅拌后加入H₂PtCl₆溶液，超声10min。加入一定量的PVP搅拌均匀后加入AA溶液和KBr溶液，搅拌均匀后超声10min，放入烘箱在一定温度下反应。经过一段时间后，将合成的Pt/Al₂O₃离心，用水和乙醇分别洗涤3次，在60℃下烘干备用。

提供一种较优方案：

所述Pt/Al₂O₃(2wt%)催化剂制备，当PVP与Pt物质的量之比为0.01，KBr与Pt物质的量之比为0.5，AA与Pt物质的量之比为1，在140℃下反应1.5h时，其具有较好的催化活性。

本发明的有益效果是：本发明所制备的含Pt催化剂对水中Cr(Ⅵ)具有较好的催化还原作用，且该方法简单易操作，赋予了催化剂较好的催化性能。

附图说明

图1为Pt/Al₂O₃的XRD图。

具体实施方式

为了对本发明进行详细说明，下面给出几个具体实施案例，但本发明不限于这些实施例。

实施例1(参照实施例1对剩余实施例进行修改及补充)