一種貴金屬催化劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種貴金屬催化劑的制備方法，所述方法包括以下步驟：(1)將載體、貴金屬的鹽溶液和分散劑混合，在超聲波作用下分散，得到混合物；(2)將混合物加入還原劑并在微波輻射下還原，得到固體產物；(3)將固體產物用蒸餾水洗滌，烘干后得到貴金屬催化劑。本發(fā)明制備貴金屬催化劑的方法存在以下優(yōu)點：制備方法簡單，易于操作；金屬在載體上分散均勻，金屬粒徑??；反應時間短，反應能耗低。
【專利說明】一種貴金屬催化劑的制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于催化劑領域，具體來說涉及一種貴金屬催化劑的制備方法。

【背景技術】
[0002] 負載型貴金屬催化劑由于其無可替代的催化活性和選擇性，在石油、化工、醫(yī)藥、 農藥、食品等領域中有著極其重要的地位。貴金屬催化劑在石油和化學工業(yè)中的氫化還原、 氧化脫氫、氫化裂解、加氫脫硫等反應中有著廣泛的應用。在環(huán)保方面，貴金屬催化劑被廣 泛的應用在汽車尾氣處理中。在新能源方面，貴金屬催化劑是新型燃料電池開發(fā)中最關鍵 的部分。但是，貴金屬資源缺乏、價格昂貴，致使貴金屬催化劑成本大大增加。于是，提高貴 金屬催化劑的活性，減少貴金屬的用量，提高貴金屬分散度是降低貴金屬用量的有效途徑。
[0003] 現有技術報道了等離子體制備高分散性負載型金屬催化劑的方法，將金屬活性組 分用浸責法或者離子交換法負載到催化劑上，然后干燥，放入放電管中進行等電子體處理。 此方法采用等離子體處理焙燒前的催化劑具有一定的新穎性，但是沒有講明等離子體的作 用本質。CN101502798A報道了一種納米釕碳負載型金屬加氫催化劑的制備方法，該催化劑 由活性炭載體和負載于活性炭上并經還原活化處理的金屬釕制成。將活性炭經過硝酸溶液 超聲處理后，用去離子水清洗至中性，加入到金屬釕的水溶性前驅體溶液中攪拌浸漬，然后 用堿性化合物的水溶液調節(jié)PH，通過加入化學還原劑進行液相還原釕碳催化劑，將產物洗 滌烘干后得到納米釕碳負載型金屬加氫催化劑，但使用此方法制備的金屬催化劑的分散度 較低，金屬很難分散到載體表面，且操作過程復雜。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現有的載體金屬催化劑中的貴金屬很難均勻地分散到載 體表面、貴金屬顆粒大的缺點，提供一種貴金屬催化劑的制備方法，使貴金屬可以均勻地分 散到載體表面、貴金屬顆粒小。
[0005] 為此，本發(fā)明提供了一種貴金屬催化劑的制備方法，所述方法包括以下步驟：
[0006] (1)將載體、貴金屬的鹽溶液和分散劑混合，在超聲波作用下分散，得到混合物；
[0007] (2)將混合物加入還原劑并在微波輻射下還原，得到固體產物；
[0008] (3)將固體產物用蒸餾水洗滌，烘干后得到貴金屬催化劑。
[0009] 根據本發(fā)明，步驟（1)中載體用量為l-5g，貴金屬鹽溶液濃度為0· 01-0. 5mol/L， 用量為l-15mL，分散劑質量分數為1% -10%，用量為l-5mL。
[0010] 根據本發(fā)明，步驟⑴中載體包括5102、41203、21〇2、110 2、活性炭或碳納米管。所 述載體優(yōu)選為活性炭，并且是比表面積為1200_1400m2/g的活性炭?；钚蕴康谋缺砻娣e比 大、孔多，貴金屬可以更好的分散在活性炭載體上。
[0011] 根據本發(fā)明，步驟（1)中貴金屬包括Pt、Au、Ru、Re、Rd或Pd。
[0012] 根據本發(fā)明，步驟（1)中貴金屬的鹽溶液包括氯酸鹽溶液、硝酸鹽溶液或硫酸鹽 溶液。
[0013] 根據本發(fā)明，步驟（1)中分散劑包括十二烷基苯磺酸鈉，十二烷基磺酸鈉或明膠。
[0014] 根據本發(fā)明，步驟（1)中超聲頻率為20-80KHZ，超聲時間為0· 5-lh。在超聲波作 用下金屬可以分散均勻，金屬顆?？梢愿?。
[0015] 根據本發(fā)明，步驟（2)中微波輻射功率為5-30w，微波輻射時間為0. 5_2h，還原反 應溫度為60-80°C。微波輻射加熱均勻，且微波輻射可以使分子產生共振，鍵作用力被破壞， 可以降低反應所需的能量，從而縮短反應時間，降低反應能耗。微波還可以使還原得到的單 質貴金屬分散性提高，分散更均勻，粒徑更小。
[0016] 根據本發(fā)明，步驟（2)中還原劑包括硼氫化鈉、水合肼、溴化鉀、甲酸、乙酸鈉或檸 檬酸鈉，還原劑濃度為0. 〇l-lmol/L，還原劑用量為20-100mL。上述物質的還原性可以將貴 金屬鹽溶液中的高價貴金屬還原為單質貴金屬。
[0017] 根據本發(fā)明，步驟（3)中烘干溫度為80_120°C，烘干時間為4-10h。
[0018] 本發(fā)明的制備貴金屬催化劑的方法存在以下優(yōu)點：制備方法簡單，易于操作；貴 金屬在載體上分散均勻，貴金屬粒徑??；反應時間短，反應能耗低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是實施例1制備的Ru/c催化劑的掃描電鏡照片。
[0020] 圖2是實施例2制備的Pd/C催化劑的掃描電鏡照片。
[0021] 圖3是實施例3制備的Pt/C催化劑的掃描電鏡照片。
[0022] 圖4是實施例4制備的Pt/C催化劑的掃描電鏡照片。

【具體實施方式】
[0023] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0024] 實施例1
[0025] 將5g活性炭、13ml，0. 2mol/L RuC13溶液和4mL，5%十二烷基磺酸鈉混合，在超 聲波作用下分散，設置超聲頻率為40KHz，超聲時間為0. 5h。將超聲后得到的混合物加入 20ml，0. 25mol/L硼氫化鈉溶液在微波輻射下還原，設置微波輻射功率為20w，時間為lh，還 原反應溫度為70°C。將得到的固體產物用蒸餾水洗滌5次，然后在80°C下烘干10h，得到 5% Ru/C催化劑。
[0026] 從圖1中可以產出，Ru/C催化劑的金屬Ru分散性好，分散較為均勻，金屬粒徑較 小。
[0027] 實施例2
[0028] 將lg活性炭、5ml，0. 0376mol/LPd(N03)2溶液和2mL，3%十二烷基苯磺酸鈉混合， 在超聲波作用下分散，設置超聲頻率為60KHz，超聲時間為0. 5h。將超聲后得到的混合物加 入10ml，0. 3mol/L硼氫化鈉溶液在微波輻射下還原，設置微波輻射功率為25w，時間為lh， 還原反應溫度為70°C。將得到的固體產物用蒸餾水洗滌5次，然后在80°C下烘干10h，得到 2% Pd/C催化劑。
[0029] 從圖2中可以產出，Pd/C催化劑的金屬Pd分散性好，分散較為均勻，金屬粒徑較 小。
[0030] 實施例3
[0031] 將lg活性炭、2ml，0. 0125mol/L K2PtCl4溶液和5mL，4%十二烷基磺酸鈉混合，在 超聲波作用下分散，設置超聲頻率為80KHz，超聲時間為lh。將超聲后得到的混合物加入 10ml，0. 15mol/L硼氫化鈉溶液在微波輻射下還原，設置微波輻射功率為25w，時間為1. 5h， 還原反應溫度為80°C。將得到的固體產物用蒸餾水洗滌5次，然后在80°C下烘干10h，得到 0· 5% Pt/C催化劑。
[0032] 從圖3中可以產出，Pt/C催化劑的金屬Pt分散性好，分散較為均勻，金屬粒徑較 小。
[0033] 實施例4
[0034] 將lg活性炭、8ml，0. 0125mol/L K2PtCl4溶液和4mL，5%十二烷基磺酸鈉混合，在 超聲波作用下分散，設置超聲頻率為80KHz，超聲時間為lh。將超聲后得到的混合物加入 10ml，0. 25mol/L硼氫化鈉溶液在微波輻射下還原，設置微波輻射功率為25w，時間為1. 5h， 還原反應溫度為80°C。將得到的固體產物用蒸餾水洗滌5次，然后在80°C下烘干10h，得到 2% Pt/C催化劑。
[0035] 從圖4中可以產出，Pt/C催化劑的金屬Pt分散性好，分散較為均勻，金屬粒徑較 小。
【權利要求】
1. 一種貴金屬催化劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟： (1) 將載體、貴金屬的鹽溶液和分散劑混合，在超聲波作用下分散，得到混合物； (2) 將混合物加入還原劑并在微波輻射下還原，得到固體產物； (3) 將固體產物用蒸餾水洗滌，烘干后得到貴金屬催化劑。
2. 如權利要求1所述的貴金屬催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟（1)中載 體用量為l_5g，貴金屬鹽溶液濃度為0. 01-0. 5mol/L，用量為l-15mL，分散劑質量分數為 1% -10%，用量為 l-5mL。
3. 如權利要求1所述的貴金屬催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟（1)中載體包 括Si02、A1 203、Zr02、Ti02、活性炭或碳納米管。
4. 如權利要求1所述的貴金屬催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟（1)中貴金屬 包括 Pt、Au、Ru、Re、Rd 或 Pd。
5. 如權利要求1所述的貴金屬催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟（1)中貴金屬 的鹽溶液包括氯酸鹽溶液、硝酸鹽溶液或硫酸鹽溶液。
6. 如權利要求1所述的貴金屬催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟（1)中分散劑 包括十二燒基苯磺酸鈉、十二燒基磺酸鈉或明膠。
7. 如權利要求1所述的貴金屬催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟⑴中超聲波 頻率為20-80KHZ，超聲時間為0. 5-lh。
8. 如權利要求1所述的貴金屬催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟⑵中微波輻 射功率為5-30w，微波輻射時間為0. 5-2h，還原反應溫度為60-80°C。
9. 如權利要求1所述的貴金屬催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟（2)中還原劑 包括硼氫化鈉、水合肼、溴化鉀、甲酸、乙酸鈉或檸檬酸鈉，還原劑濃度為0.01-lmol/L，還原 劑用量為5-50mL。
10. 如權利要求1所述的貴金屬催化劑的制備方法，其特征在于，所述步驟⑶中烘干 溫度為80-120°C，烘干時間為4-10h。
【文檔編號】B01J23/44GK104056621SQ201410252757
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權日:2014年6月9日
【發(fā)明者】建方方, 馬連湘, 吳鋒, 周超 申請人:青島東方循環(huán)能源有限公司, 青島科技大學