[发明专利]一种高分散负载型金属催化剂及其制备方法

摘要

本发明提供了一种高分散负载型金属催化剂及其制备方法。该方法的特点通过调控制备过程的工艺条件制备具有特定晶面的金属氧化物，其形貌为多面体形、立方体或棒状，其择优暴露晶面为(111)、(100)、(110)和(100)，载体的平均直径在10～100nm之间。以这些具有特定形貌及晶面的金属氧化物作为催化剂载体，利用载体的优势暴露晶面与活性组分的相互作用，在反应过程中抑制了迁移和团聚的发生，有利于活性组分稳定的分散，从而获得活性组分高度分散的催化剂，其活性组分的颗粒尺寸为0.5～10nm，且粒径分布范围窄。此外，当氧化物载体形貌为多面体形和立方块形时，能使负载的双金属活性组分的结构成为纳米合金和核壳结构。

主权项

一种特定晶面金属氧化物负载活性金属催化剂的制备方法，具体制备步骤如下：A.将可溶性金属盐溶于去离子水中，配制成浓度为0.01～5mol/L的金属盐溶液A；所述的可溶性金属盐为Ce2+、Zn2+、Co2+的可溶性硝酸盐、硫酸盐或氯化盐中的一种或两种；B.将步骤A中的金属盐溶液与沉淀剂溶液同时加入反应釜中，沉淀剂溶液的加入量为使混合溶液的pH为8.5～13.5；于70～250℃下晶化10～40h，自然冷却至室温，将沉淀物过滤、洗涤至上清溶液pH呈中性，过滤，将固体物于50～120℃干燥6～24h，再在空气气氛下以2～10℃·min‑1的速率升温至400～700℃焙烧2～8h，得到晶面结构为(111)、(100)、(100)和(110)的金属氧化物；所述的沉淀剂溶液是尿素、氨水、Na2CO3、NaHCO3、NaOH和KOH的水溶液中的一种，其浓度为0.1～20mol/L；C.将可溶性活性金属盐溶于去离子水中，配制成浓度为10～100mmol/L的浸渍溶液，搅拌条件下将步骤B制备的金属氧化物加到该浸渍溶液中，使其中活性金属组分占载体质量的0.5～5.0％，待浸渍完全后，静置，滤去上层清液，置于60～120℃恒温干燥器中干燥2～20h，得到催化剂前驱体；所述的可溶性活性金属盐是：Pd、Pt、Ag、Au、Cu、Ni、Ga的可溶性盐中的任意一种或两种：D.将步骤C中得到的催化剂前驱体在空气或N2气氛下以2～10℃·min‑1的速率升温至300～800℃焙烧2～8h，然后在10％的H2/Ar混合气中以2～10℃·min‑1的速率升温至200～800℃还原2～8h，得到M/YO催化剂。