一種鉑炭催化劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及催化劑制備技術領域，具體涉及一種鉑炭催化劑的制備方法。
【背景技術】
[0002] 目前鉑炭催化劑的制備主要有浸漬法和膠體溶液法兩種方法。浸漬法在制備鉑炭 催化劑的過程中，鉑晶核會在液相中或載體表面上長大、團聚，所制備的催化劑的活性組分 顆粒范圍廣、粒徑大、鉑分散度低，難以制備出高活性長壽命的鉑炭催化劑。膠體溶液法制 備的鉑炭催化劑活性組分絕大數(shù)裸露沉積于載體炭表面，無法解決活性組分納米鉑與載體 炭附著牢固問題，在催化反應中初期催化劑活性高，但催化后期活性快速下降，可重復套用 次數(shù)少、使用壽命短。因此，研宄和制備高活性、長壽命的貴金屬催化劑就顯得特別重要。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種鉑炭催化劑的制備方法，解決了現(xiàn)有技術中存在的鉑 在載體炭表面附著不牢固及分散度低造成的催化活性低及使用壽命短的技術問題。
[0004] 本發(fā)明采用的技術方案是：一種鉑炭催化劑的制備方法，按照以下具體步驟實 施：
[0005] 步驟1 :活性炭載體的改性：
[0006] 1. 1，將粒度為200-300目，比表面積為800-1200m2/g，平均孔半徑大于I. 5nm的活 性炭用濃度為1% -10%的硝酸溶液回流處理lh-3h，然后用去離子水洗滌回流處理后的活 性炭至洗滌液的PH為6-7,干燥，得到預處理的活性炭載體；
[0007] 1. 2,將經預處理的活性炭載體浸泡在濃度為0. 1-1. 0%的表面活性劑水溶液中， 攪拌l_3h使其混合均勻并達到吸附平衡，得到改性后的活性炭懸濁液；
[0008] 步驟2 :鉑前驅體溶液的配制：
[0009] 稱取含鉑化合物，加去離子水稀釋至鉑濃度為5-15g/L，在攪拌下，用鹽酸調節(jié)pH 至1-5,制得鉑前驅體溶液；
[0010] 步驟3 :鉬前驅體的負載：
[0011] 將步驟2中制得的鉑前驅體溶液以500-1500ml/min的速度加入到步驟1中制得 的改性活性炭載體懸濁液中，得到混合液A ;
[0012] 步驟4 :向混合液A中加入無機堿至溶液的pH為9-12,同時加入液體總質量 0. 1-1. 0%的分散劑，攪拌l-5h，得到顆粒小且分布均勻的沉淀顆粒的分散液B ;
[0013] 步驟5:向分散液B中添加還原劑，含鉑化合物中鉑元素與還原劑質量比為 1:2-1:10，在攪拌下，60-90 °C還原3-5h后冷卻、離心過濾得到顆粒，用去離子水洗滌至洗 滌液中無氯離子存在，離心機甩干，即得鉑炭催化劑。
[0014] 本發(fā)明的特點還在于，
[0015] 表面活性劑為硬脂酸、十二烷基苯磺酸鈉、脂肪酸甘油酯和聚山梨酯的一種或者 幾種。
[0016] 含鉑化合物為硝酸鉑、檸檬酸鉑、氯鉑酸、硫酸鉑和鉑氨配合物中的一種或者幾 種。
[0017] 無機堿為NaOH、KOH、NafO3和氨水中的一種或者幾種。
[0018] 分散劑為焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉、三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇、纖 維素衍生物、聚丙烯酰胺中的一種或兩種。
[0019] 還原劑為甲酸、甲酸鈉、甲醛、水合肼、甘油、葡萄糖中的一種或者幾種。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明通過采用將預處理后的活性炭載體浸泡在表面活性 劑的水溶液中，然后將鉑前驅體溶液滴加到上述改性后的活性炭載體水溶液中，提高了鉑 與活性炭載體之間的作用力，鉑在活性炭上的附著力增加，使催化劑在循環(huán)使用的過程中 金屬不易脫落，提高了催化劑的催化活性和使用壽命；另外，在晶體長大的過程中加入分散 劑，防止了沉淀物的團聚，提高了鉑在活性炭載體表面的分散性，且制得的鉑炭催化劑顆粒 小，使得到的鉑炭催化劑性能均一、穩(wěn)定。因此，本發(fā)明的制備方法中表面活性劑和分散劑 的共同使用使制備的鉑炭催化劑催化活性高、使用壽命長。
【附圖說明】 圖1是本發(fā)明制備的鉑炭催化劑的電鏡照片。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合具體實施例和附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0022] 本發(fā)明的一種鉑炭催化劑的制備方法，包括以下步驟：
[0023] 步驟1 :活性炭載體的改性：
[0024] 1. 1，將粒度為200-300目，比表面積為800-1200m2/g，平均孔半徑大于I. 5nm的活 性炭用濃度為1% -10%的硝酸溶液回流處理lh-3h，然后用去離子水洗滌回流處理后的活 性炭至洗滌液的PH為6-7,干燥，得到預處理的活性炭載體；
[0025] 1. 2,將經預處理的活性炭載體浸泡在濃度為0. 1-1. 0%的表面活性劑水溶液中， 攪拌l_3h使其混合均勻并達到吸附平衡，得到改性后的活性炭懸濁液；
[0026] 步驟2 :鉑前驅體溶液的配制：
[0027] 稱取含鉑化合物，加去離子水稀釋至鉑濃度為5_15g/L，在攪拌下，用鹽酸調節(jié)pH 至1~5,制得鉑前驅體溶液；
[0028] 步驟3 :鉑前驅體的負載：
[0029] 將步驟2中制得的鉑前驅體溶液以500-1500ml/min的速度加入到步驟1中制得 的改性活性炭懸濁液中，得到混合液A ;
[0030] 步驟4 :向混合液A中加入無機堿至溶液的pH為9-12,同時加入液體總量 0. 1-1. 0%的分散劑，攪拌l-5h，得到顆粒小且分布均勻的沉淀顆粒的分散液B ;
[0031] 步驟5:向分散液B中添加還原劑，含鉑化合物中鉑元素與還原劑質量比為 1:2-1:10，在攪拌下，60-90 °C還原3-5h后冷卻、離心過濾得到顆粒，用去離子水洗滌至洗 滌液中無氯離子存在，離心機甩干，即得產品。
[0032] 其中，表面活性劑為硬脂酸、十二烷基苯磺酸鈉、脂肪酸甘油酯和聚山梨酯的一種 或者幾種；含鉑化合物為硝酸鉑、檸檬酸鉑、氯鉑酸、硫酸鉑、和鉑氨配合物中的一種或者幾 種；無機堿為Na0H、K0H、Na2C03和氨水中的一種或者幾種；分散劑為焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉、 三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇、纖維素衍生物、聚丙烯酰胺中的一種或兩種； 還原劑為甲酸、甲酸鈉、甲醛、水合肼、甘油、葡萄糖中的一種或者幾種。
[0033] 從圖1可以看出，本發(fā)明制備的鉑炭催化劑顆粒團聚現(xiàn)象較少。
[0034] 本發(fā)明中將活性炭首先在含表面活性劑的水溶液中預處理，再加入含鉑化合物 的溶液，可以顯著提高還原后的鉑在活性炭上的附著力，鉑在活性炭上的附著力增加，使催 化劑在循環(huán)使用的過程中金屬不易脫落，提高了催化劑的催化活性與使用壽命；另外，在晶 體長大的過程中加入分散劑，防止了沉淀物的團聚，提高了鉑粒子在活性炭載體表面的分 散性，且制得的鉑炭催化劑顆粒小，使得到的鉑炭催化劑性能均一、穩(wěn)定。因此，本發(fā)明的制 備方法中表面活性劑和分散劑的共同使用使制備的鉑炭催化劑催化活性高、使用壽命長。 [00 35] 實施例1
[0036] 將粒度為200目，比表面積800m2/g，平均孔半徑2nm的活性炭置于沸騰的質量 濃度為1 %的硝酸溶液中回流處理lh，然后用去離子水洗滌回流處理后的活性炭至洗滌液 的PH為7,干燥，得到預處理的活性炭載體；將經預處理的活性炭載體浸泡在質量濃度為 〇. 1%的硬脂酸水溶液中，攪拌3h使其混合均勻并達到吸附平衡，得到改性后的活性炭懸 濁液；
[0037] 稱取硝酸鉑，加去離子水稀釋至鉑濃度為5g/L，在攪拌下，用鹽酸調節(jié)pH至3,制 得鉑前驅體溶液；鉑前驅體溶液以500ml/min的速度加入到改性活性炭懸濁液中，得到混 合液A ;
[0038] 向混合液A中加入NaOH至溶液的pH為12,同時加入混合液