專利名稱：一種高穩(wěn)定性Au-Cu/LaMnO₃催化劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種催化劑的制備方法,特別涉及一種高穩(wěn)定性Au-Cu/LaMn03催化劑的制備。
背景技術(shù)：
研究結(jié)果表明，以簡單金屬氧化物和分子篩為載體制備的納米金催化劑，對CO低溫催化氧化、NOx催化還原、CH4完全氧化、水煤氣變換反應(yīng)以及各種揮發(fā)性有機物的完全燃燒等反應(yīng)均表現(xiàn)出良好的催化性能。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)金催化劑的初活性雖很高，但穩(wěn)定性較差；另外新制備的催化劑在常溫常濕條件下放置一段時間后，失活現(xiàn)象也比較明顯，較差的壽命影響了納米金催化劑的應(yīng)用。在催化劑中添加不同種類的元素以及不同的添加量對催化劑的催化性能和穩(wěn)定性有不同的影響，Cu由于具有良好的催化氧化和催化還原性能而被廣泛地應(yīng)用于氧化、加氫及碳氫化合物的催化燃燒、NOx催化還原等領(lǐng)域。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)復(fù)合氧化物與貴金屬催化劑相比價格低廉，與一般金屬氧化物相比穩(wěn)定性強。LaMnO3作為一種典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料，具有特殊的光、電、磁及催化等性能，可作為陶瓷材料、薄膜制冷材料、磁性材料、傳感器等使用，以及對CO、HC和NOx有較高的轉(zhuǎn)化率，使得其在許多方面有著重要的應(yīng)用前景。選擇鈣鈦礦型復(fù)合氧化物L(fēng)aMnO3作為載體負(fù)載金來制備高催化活性、高熱穩(wěn)定性的納米Au催化劑是很有意義的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高穩(wěn)定性Au-Cu/LaMn03催化劑的制備方法，這種催化劑具有較高的穩(wěn)定性。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題由如下方案來實現(xiàn)—種高穩(wěn)定性Au-Cu/LaMn03催化劑的制備方法,包括如下步驟(I)采用檸檬酸絡(luò)合-水熱聯(lián)用法制備載體LaMnO3:稱取摩爾比為1:1的La (NO3) 3 · 6H20和Mn (NO3)2 · 4H20,再加入一定量的梓檬酸,梓檬酸的量為
n 檸檬酸=nLa+nMn，
室溫攪拌均勻后，用氨水調(diào)節(jié)體系的pH = 9 10，然后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，放入恒溫箱160 180°C晶化24h 48h，待其自然冷卻降溫后，將得到的凝膠在60 100°C干燥40 80h、研磨，在400°C 600°C焙燒2 4h，即得到載體LaMnO3。(2)采用沉積-沉淀法制備納米Au-Cu/LaMn03催化劑將HAuCl4 · 4H20溶液和Cu (NO3) 2 · 3H20置于燒杯中，加入載體LaMnO3形成混合溶液，再用O.1M的NaOH調(diào)節(jié)上述混合溶液的pH = 9 11,常溫下磁力攪拌2 4h,陳化I 6h,用去離子水洗漆過濾至無Cl_,60 100°C烘干6h 12h，即得到納米Au_Cu/LaMn03催化劑，其中Au的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I 10%, Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 5 10%。
具體實施例方式催化劑的活性評價方法采用小型固定床連續(xù)流動反應(yīng)裝置進行CO的氧化反應(yīng)，反應(yīng)管為石英玻璃管，內(nèi)徑為8mm,將其放置于加熱爐或冰鹽浴內(nèi)以使控制反應(yīng)溫度。催化劑裝量為O. 2g，兩端填充石英砂。原料氣(I % C0、99 %空氣)流量為25ml/min，使用GC-3420型氣相色譜儀、13X-色譜柱，熱導(dǎo)池檢測器在線檢測反應(yīng)混合氣中CO、NO、CO2的含量。催化劑的活性以CO完全轉(zhuǎn)化的最低溫度TltltlCC )表示。實施例1稱取4. 33gLa(N03)3 · 6H20 和 2. 5IgMn (NO3)2 · 4H20，并配成溶液，再加入 3. 84g 檸檬酸(niMsg= rka+rv)，室溫攪拌均勻后，60°C烘干40h得到干凝膠，110°C烘干得灰色的粉末、研磨，600°C下焙燒2h即得到載體LaMn03。量取2mM的HAuCl4 ·4Η20溶液50ml置于燒杯中，加入O. OlM的Cu (NO3) 2 ·3Η20溶液10ml，加入Ig載體LaMnO3,用IM的NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH = 9，常溫下磁力攪拌2h，陳化6h，用去離子水洗滌過濾至無Cl_，60°C烘干6h，即得到Au-Cu/LaMn03催化劑，金催化劑的理論負(fù)載量為2wt %。催化劑活性評價見表I。 實施例2稱取8. 66gLa(N03)3 · 6H20 和 5. 02gMn (NO3)2 · 4H20,并配成溶液，再加入 7. 69g 檸檬酸(niMsg= rka+rv)，室溫攪拌均勻后，60°C烘干40h得到干凝膠，110°C烘干得灰色的粉末、研磨，550°C下焙燒3h即得到載體LaMnO315量取2mM的HAuCl4 ·4Η20溶液IOOml置于燒杯中，加入O. OlM的Cu (NO3) 2 ·3Η20溶液20ml，加入Ig載體LaMnO3,用IM的NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH = 10，常溫下磁力攪拌2h，陳化6h，用去離子水洗滌過濾至無Cl_，80°C烘干6h，即得到Au-Cu/LaMn03催化劑，金催化劑的理論負(fù)載量為3. 7wt %。催化劑活性評價見表I。實施例3稱取10. 8gLa(N03)3 ·6Η20 和 6. 28gMn (NO3) 2 · 4Η20，并配成溶液，再加入 9. 6g 檸檬酸(Htttt8= rka+rifc)，室溫攪拌均勻后，80°C烘干40h得到干凝膠，110°C烘干得灰色的粉末、研磨，600°C下焙燒3h即得到載體LaMnO315量取2mM的HAuCl4 · 4H20溶液150ml置于燒杯中，加入O. OlM的Cu (NO3)2 · 3H20溶液100ml，加入Ig載體LaMnO3,用IM的NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH = 11，常溫下磁力攪拌2h，陳化6h，用去離子水洗滌過濾至無C1_，60°C烘干6h，即得到Au-Cu/LaMn03催化劑，金催化劑的理論負(fù)載量為5. 3wt %。催化劑活性評價見表I。表I催化劑評價結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種高穩(wěn)定性Au-Cu/LaMn03催化劑的制備方法,其特征是(1)采用檸檬酸絡(luò)合-水熱聯(lián)用法制備載體LaMnO3:稱取摩爾比為1:1的 La (NO3) 3 · 6H20和Mn (NO3)2 · 4H20,再加入一定量的梓檬酸,梓檬酸的量為n 檸檬酸=nLa+nMn，室溫攪拌均勻后，用氨水調(diào)節(jié)體系的pH = 9 10，然后轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，放入恒溫箱 160 180°C晶化24h 48h，待其自然冷卻降溫后，將得到的凝膠在60 100°C干燥40 80h、研磨，在400°C 600°C焙燒2 4h，即得到載體LaMnO3 ；(2)采用沉積-沉淀法制備納米Au_Cu/LaMn03催化劑將HAuCl4· 4H20溶液和 Cu (NO3) 2 · 3H20置于燒杯中，加入載體LaMnO3形成混合溶液，再用O.1M的NaOH調(diào)節(jié)上述混合溶液的pH = 9 11,常溫下磁力攪拌2 4h,陳化I 6h,用去離子水洗漆過濾至無Cl_, 60 100。。烘干6h 12h，即得到納米Au-Cu/LaMn03催化劑，其中Au的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I 10%, Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 5 10%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高穩(wěn)定性Au-Cu/LaMnO3催化劑的制備方法，先采用檸檬酸絡(luò)合-水熱聯(lián)用法制備載體LaMnO3，再采用沉積-沉淀法制備納米Au-Cu/LaMnO3催化劑。Au-Cu/LaMnO3催化劑具有很好的CO催化轉(zhuǎn)化活性穩(wěn)定性，在反應(yīng)溫度為100℃下，能連續(xù)運行50h，CO的轉(zhuǎn)化率仍然為100％；在空氣中放置5個月后重新測試催化劑活性，催化劑活性下降較小。
文檔編號B01J23/89GK102989483SQ201210540789
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者銀鳳翔, 陳標(biāo)華, 李國儒, 王亮 申請人:北京化工大學(xué)常州先進材料研究院