一种鱼骨形结构Pt/AlPO₄负载型催化剂的溶剂热合成法的利记博彩app

专利名称：一种鱼骨形结构Pt/AlPO₄负载型催化剂的溶剂热合成法的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种鱼骨形结构的PVAlPO4负载型催化剂的溶剂热合成方法，是以醇-水混合液为溶剂通过溶剂热法合成鱼骨形结构的Pt/AlP04负载型催化剂的方法,属于PtAIPO4负载型催化剂技术领域。
背景技术：
工业的发展如同一把双刃剑在改善和方便人们生活的同时也带来很多负面影响，其中对环境的污染越来越多的影响的人们的生活和工作。汽车尾气为当前主要的移动污染源，CO,NOx,HC作为汽车尾气主要污染物，严重影响大气环境质量和人们的生活。在汽车尾 气排放控制技术里，三效催化转化器是目前最常用也是最有效的处理技术，借助催化作用，可以有效的将CO、NOx, HC等污染物无害化，达到污染物排放控制的目的。在三效催化转化器中，催化剂的选择尤为关键，目前用于TWC的催化剂主要有负载型贵金属，单一金属氧化物和复合金属氧化物催化剂等。磷酸铝作为三效催化剂载体，因其具有价格低廉、热稳定性好、催化活性高、减少贵金属负载量以及就具有较好的抗磷、硫中毒的优点而备受关注。PtAIPO4负载型催化剂，其载体制备方法有沉淀法、浸溃法、水热法、溶胶-凝胶法、溶剂热法等。例如M. Machida等首先利用沉淀法制备了 AlPO4载体，然后利用浸溃法制备了 Rh/AlP04负载型三效催化剂(M. Machida et al. , Chemistry ofMaterials, 2009,21, 1796-1798)，其具有较高的催化活性和抗老化性能，同时减少贵金属负载量。D. Y. Tian等利用溶剂热法制备出不同形貌AlPO4分子筛，表现出较好的性能(D. Y. Tian et al. , Chemistry of Materials, 2008，20，2160-2164)。S. F. Wang 等首先利用水热法制备出AlPO4分子筛载体，然后通过浸溃法得到PVAlPO4负载型催化剂用于硝基苯加氢反应，产物的产率和纯度均有很大提高(S.F. Wang et al. , Science ChinaChemistry, 2010，53，1514-1519) · H. Tamai 等将 Pt、Pd、Rh 超细粒子分散到聚合体 /MPO4 (M=Al, Mg, Zn, Cr, Mn, Fe, Co)上，其对NO选择性催化还原具有较高的催化活性(H. Tamaiet al., Journal ofMaterials Science, 2000，35，4945-4953),文献中报道制备负载型催化剂主要采用两步法，首相制备出AlPO4载体，然后通过浸溃法组在贵金属粒子。本发明描述的方法是采用溶剂热一步法制备具有鱼骨形结构的PVAlPO4负载型三效催化剂，将不同比例去离子水和醇作为反应溶剂，通过溶剂热法制备前驱体，采用一步焙烧法(空气气氛中焙烧)制备不同形貌鱼骨形PVAlPO4负载型三效催化剂。其中醇水比例对于目标产物的形貌起了重要作用。不同于文献报道的采用两步法合成负载型PVAlPO4催化剂，本发明方法制备的PVAlPO4催化剂呈现鱼骨形结构和形貌。迄今为止，尚无文献和专利报道采用一步溶剂热法制备鱼骨形PVAlPO4负载型三效催化剂。

发明内容
本发明的目的在于提供一种制备鱼骨形PVAlPO4负载型三效催化剂的制备方法，本发明制备得到的产物为鱼骨型PVAlPO4催化剂。
一种鱼骨形Pt/AlP04催化剂制备的方法，其特征在于，包括如下步骤配制醇/水混合溶液，然后加入异丙醇铝和比卩04，搅拌2h后，加入2. 5%盐酸溶液，调节溶液体系的PH值为8 10，再加入沉淀剂和Pt前躯体溶液，继续搅拌2. Oh后得到均匀凝胶，将该凝胶室温陈化12h后，置于带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢自压釜中，于180°C水热反应24h后，抽滤，滤出物用去离子水和无水乙醇洗涤后于80° C干燥12h，然后置于管式炉中，在空气流中以rC/min的升温速率从室温升至550°C并在该温度下保持3. 5h，自然冷却至室温，即可得到鱼骨形PVAlPO4催化剂。所述的一种鱼骨形PVAlPO4催化剂制备的方法，其特征在于醇与去离子水体积比例为1:10 1:2;所述的醇类可以为1，4 丁二醇、聚乙二醇400、甲醇、乙二醇或丙三醇
等沉淀剂可以为三乙胺、乙二胺、二正丁胺、二异丙胺、二乙烯三胺或四乙基氢氧化铵中的一种或几种。异丙醇铝/H3PO4/沉淀剂的摩尔比为1.0 :广2 :0. 6 2，优选1. O: I. 3:0. 8o所述的Pt前躯体溶液为Pt的无机盐或有机盐溶液。例如K2PtCl4、PtCl4、H2PtCl6、Pt (OH) 4、(NH4)2 [PtCl6]或Pt(NH3)2Cl2等中的一种或几种，Pt前躯体溶液的用量为使得Pt负载量为O. I 1.0%。本方法采用醇/去离子水溶剂热法制备鱼骨形PVAlPO4催化剂，进一步鱼骨形可分为单体鱼骨形或聚合鱼骨形，也即改变醇的种类或/和改变醇/去离子水比例可进一步控制目标产物形貌，如1，4 丁二醇与水的比例为1: 4、I: I时为聚合鱼骨形，而1，4 丁二醇与水的比例为18:42时和聚乙二醇400与水的比例为1:4、18:42、1:1时，所得产品为单体鱼骨形。本发明原料廉价易得，制备过程简单，反应条件温和，产物粒子形貌和尺寸可控。本发明的有益效果是本发明方法制备的鱼骨形PVAlPO4催化剂具有多孔结构的特点和良好的三效催化活性，产物呈现特定的形貌，在机动车尾气污染排放控制领域具有良好的应用前景。


图I为本发明方法制备的PVAlPO4催化剂的XRD谱图，其中曲线(a)、(b)、(C)、
(d)、(e)、(f)分别为实施例f实施例6样品的XRD谱图。图2为本发明方法制备的PVAlPO4催化剂的SEM照片，其中图(a)、(b)、(c)、(d)、
(e)、(f)分别为实施例f实施例6样品的SEM照片。实施例I量取12mL 1，4 丁二醇和48mL去离子水置于200mL烧杯中，搅拌混合均匀后，依次加入2. 87g异丙醇铝和I. 23mL质量分数为85%的H3PO4水溶液(异丙醇铝=H3PO4 (85%)为1:1.3(摩尔比)，搅拌2h，加入4. OmL 2. 5%盐酸溶液，常温下搅拌形成均一透明溶液，再加入I. 57mL三乙胺，搅拌2. Oh后得到均匀凝胶，凝胶中异丙醇铝/H3PO4/三乙胺的摩尔组分比为I. 0/1. 3/0. 8，再加入O. 03gK2PtCl4,将上述凝胶陈化12h，然后，置于带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢自压釜中，于180°C水热反应24h后，抽滤，滤出物用去离子水和无水乙醇洗涤后于80° C干燥12h，然后置于管式炉中，在空气流(50mL/min)中以1°C /min的升温速率从室温升至550°C并在该温度下保持3. 5h，自然冷却至室温，即可得到Pt负载量为O. 5%的聚合鱼骨 形PVAlPO4催化剂。实施例2量取18mL 1，4 丁二醇和42mL去离子水置于200mL烧杯中，搅拌混合均匀后，依次加入2. 87g异丙醇铝和I. 23mL质量分数为85%的H3PO4水溶液(异丙醇铝=H3PO4 (85%)为I: I. 3 (摩尔比))，搅拌2h，加入4. OmL 2. 5%盐酸溶液，常温下搅拌形成均一透明溶液，再加入I. 57mL三乙胺，搅拌2. Oh后得到均匀凝胶，凝胶中异丙醇铝/H3PO4/三乙胺的摩尔组分比为I. 0/1. 3/0. 8，再加入O. 03gK2PtCl4，将上述凝胶陈化12h，然后，置于带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢自压釜中，于180°C水热反应24h后，抽滤，滤出物用去离子水和无水乙醇洗涤后于80° C干燥12h，然后置于管式炉中，在空气流(50mL/min)中以1°C /min的升温速率从室温升至550°C并在该温度下保持3. 5h，自然冷却至室温，即可得到Pt负载量为O. 5wt%的单体鱼骨形Pt/AlP04催化剂。实施例3量取30mL 1，4 丁二醇和30mL去离子水置于200mL烧杯中，搅拌混合均匀后，依次加入2. 87g异丙醇铝和I. 23mL质量分数为85%的H3PO4水溶液(异丙醇铝=H3PO4 (85%)为I: I. 3 (摩尔比))，搅拌2h，加入4. OmL 2. 5%盐酸溶液，常温下搅拌形成均一透明溶液，再加入I. 57mL三乙胺，搅拌2. Oh后得到均匀凝胶，凝胶中异丙醇铝/H3PO4/三乙胺的摩尔组分比为I. 0/1. 3/0. 8，再加入O. 03g K2PtCl4，将上述凝胶陈化12h，然后，置于带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢自压釜中，于180°C水热反应24h后，抽滤，滤出物用去离子水和无水乙醇洗涤后于80° C干燥12h，然后置于管式炉中，在空气流(50mL/min)中以1°C /min的升温速率从室温升至550°C并在该温度下保持3. 5h，自然冷却至室温，即可得到Pt负载量为
O.5wt%的聚合鱼骨形PVAlPO4催化剂。实施例4量取12mL聚乙二醇400和48mL去离子水置于200mL烧杯中，搅拌混合均匀后，依次加入2. 87g异丙醇铝和I. 23mL质量分数为85%的H3PO4水溶液(异丙醇铝=H3PO4 (85%)为I: I. 3 (摩尔比))，搅拌2h，加入4. OmL 2. 5%盐酸溶液，常温下搅拌形成均一透明溶液，再加入I. 57mL三乙胺，搅拌2. Oh后得到均匀凝胶，凝胶中异丙醇铝/H3PO4/三乙胺的摩尔组分比为I. 0/1. 3/0. 8，再加入O. 03g K2PtCl4，将上述凝胶陈化12h，然后，置于带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢自压釜中，于180°C水热反应24h后，抽滤，滤出物用去离子水和无水乙醇洗涤后于80° C干燥12h，然后置于管式炉中，在空气流(50mL/min)中以1°C /min的升温速率从室温升至550°C并在该温度下保持3. 5h，自然冷却至室温，即可得到Pt负载量为
O.5%的单体鱼骨形Pt/AlP04催化剂。实施例5量取18mL聚乙二醇400和42mL去离子水置于200mL烧杯中，搅拌混合均匀后，依次加入2. 87g异丙醇铝和I. 23mL质量分数为85%的H3PO4水溶液(异丙醇铝=H3PO4 (85%)为I: I. 3 (摩尔比))，搅拌2h，加入4. OmL 2. 5%盐酸溶液，常温下搅拌形成均一透明溶液，再加入I. 57mL三乙胺，搅拌2. Oh后得到均匀凝胶，凝胶中异丙醇铝/H3PO4/三乙胺的摩尔组分比为I. 0/1. 3/0. 8，再加入O. 03g K2PtCl4，将上述凝胶陈化12h，然后，置于带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢自压釜中，于180°C水热反应24h后，抽滤，滤出物用去离子水和无水乙醇洗涤后于80° C干燥12h，然后置于管式炉中，在空气流(50mL/min)中以1°C /min的升温速率从室温升至550°C并在该温度下保持3. 5h，自然冷却至室温，即可得到Pt负载量为
O.5wt%的单体鱼骨形Pt/AlP04催化剂。实施例6
量取30mL聚乙二醇400和30mL去离子水置于200mL烧杯中，搅拌混合均匀后,依次加入2. 87g异丙醇铝和I. 23mL质量分数为85%的H3PO4水溶液(异丙醇铝=H3PO4 (85%)为I: I. 3 (摩尔比))，搅拌2h，加入4. OmL 2. 5%盐酸溶液，常温下搅拌形成均一透明溶液，再加入I. 57mL三乙胺，搅拌2. Oh后得到均匀凝胶，凝胶中异丙醇铝/H3PO4/三乙胺的摩尔组分比为I. 0/1. 3/0. 8，再加入O. 03g K2PtCl4，将上述凝胶陈化12h，然后，置于带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢自压釜中，于180°C水热反应24h后，抽滤，滤出物用去离子水和无水乙醇洗涤后于80° C干燥12h，然后置于管式炉中，在空气流(50mL/min)中以1°C /min的升温速率从室温升至550°C并在该温度下保持3. 5h，自然冷却至室温，即可得到Pt负载量为
O.5wt%的单体鱼骨形PVAlPO4催化剂。
权利要求
1.一种鱼骨形PVAlPO4催化剂制备的方法，其特征在于，包括如下步骤配制醇/水混合溶液，然后加入异丙醇铝和H3PO4,搅拌2h后，加入2. 5%盐酸溶液，调节溶液体系的pH值为8 10，再加入沉淀剂和Pt前躯体溶液，继续搅拌2. Oh后得到均匀凝胶，将该凝胶室温陈化12h后，置于带有聚四氟こ烯内衬的不锈钢自压釜中，于180°C水热反应24h后，抽滤，滤出物用去离子水和无水こ醇洗涤后于80° C干燥12h，然后置于管式炉中，在空气流中以I0C /min的升温速率从室温升至550°C并在该温度下保持3. 5h，自然冷却至室温，即可得到鱼骨形PVAlPO4催化剂。
2.权利要求I所述的方法，其特征在干，醇与去离子水体积比例为1:10 1:2;所述的醇类为1，4 丁ニ醇、聚こニ醇400、甲醇、こニ醇或丙三醇。
3.权利要求I所述的方法，其特征在于，沉淀剂为三こ胺、こニ胺、ニ正丁胺、ニ异丙胺、ニこ烯三胺或四こ基氢氧化铵中的ー种或几种，异丙醇铝/H3PO4/沉淀剂的摩尔比为I.O Γ2 0. 6 2。
4.权利要求3所述的方法，其特征在于，异丙醇铝/H3PO4/沉淀剂的摩尔比为I. O: I. 3:0. 8。
5.权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的Pt前躯体为K2PtCl4,PtCl4, H2PtCl6,Pt(OH)4, (NH4)2 [PtCl6]或 Pt (NH3)2Cl2 中的ー种或几种。
6.权利要求I所述的方法，其特征在干，Pt前躯体溶液的用量为使得Pt负载量为O. I I. 0%。
全文摘要
一种鱼骨形结构Pt/AlPO4负载型催化剂的溶剂热合成法，Pt/AlPO4负载型催化剂技术领域。配制醇/水混合溶液，然后加入异丙醇铝和H3PO4，搅拌,加入2.5%盐酸溶液，调节pH值为8～10，再加入沉淀剂和Pt前躯体溶液，搅拌得到凝胶，室温陈化，于180℃反应24h后，抽滤，洗涤，干燥，然后置于管式炉中，进行热处理，冷却至室温，即可。本发明原料廉价易得，制备过程简单，反应条件温和，产物粒子形貌和尺寸可控。
文档编号B01J35/10GK102836740SQ20121033640
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日
发明者何洪, 展宗城, 宋丽云, 王锐, 李金洲, 马东祝 申请人:北京工业大学