一种用于贵金属催化剂的二氧化锆载体的制备方法

摘要

本发明公开了一种用于贵金属催化剂的二氧化锆载体的制备方法，具体为：将氯化锆加入至甘油中，超声分散，然后静置在反应釜中，得到浑浊液；再将氨气混合气缓慢通入至浑浊液中，直至压力达到0.2‑0.3MPa，然后进行循环回流反应，缓慢泄压，得到第二浑浊液；最后将第二悬浊液过滤，得到白色沉淀，并采用无水乙醇洗涤‑过滤数次，然后将沉淀加入至无水乙醇中超声，恒温喷雾沉积，得到纳米级的二氧化锆载体。本发明的方法，由于纳米材料本身的特性，特别是表面羟基，能够与贵金属形成协同促进效果，增加表面的反应活性点。

说明书

技术领域

本发明属于贵金属催化载体制备技术领域，具体涉及一种用于贵金属催化剂的二氧化锆载体的制备方法。

背景技术

二氧化锆通常状况下为白色无臭无味晶体，难溶于水、盐酸和稀硫酸，化学性质不活泼，且具有高熔点、高硬度、高强度、高韧性、极高的耐磨性及耐化学腐蚀性的性质，其低温时为单斜晶系，在1100℃以上形成四方晶型，在2300℃以上形成立方晶型。

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发明内容

本发明的目的是提供一种用于贵金属催化剂的二氧化锆载体的制备方法，该二氧化锆载体能够与贵金属形成协同促进效果，增加表面的反应活性点。

本发明所采用的技术方案是，一种用于贵金属催化剂的二氧化锆载体的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将氯化锆加入至甘油中，超声分散，然后静置在反应釜中，得到浑浊液；

步骤2，将氨气混合气缓慢通入至浑浊液中，直至压力达到0.2-0.3MPa，然后进行循环回流反应，缓慢泄压，得到第二浑浊液；

步骤3，将第二悬浊液过滤，得到白色沉淀，并采用无水乙醇洗涤-过滤数次，然后将沉淀加入至无水乙醇中超声，恒温喷雾沉积，得到纳米级的二氧化锆载体。

本发明的特点还在于，

步骤1中，氯化锆在甘油中的质量浓度为70-100g/L；超声分散时间为20-50min，超声分散的频率为80-100kHz，超声分散的温度为20-50℃；静置时间为2-5h。

步骤1中，反应釜中充满水蒸气与氮气的混合气体，水蒸气的体积占有量为10-30％，静置的压力为0.1-0.2MPa，温度为30-60℃。

步骤2中，氨气混合气为氨气与氮气的混合气体，其中氨气的体积占有量为10-20％，氨气混合气的通入速度为8-12mL/min。

步骤2中，循环回流反应的循环速度为5-10mL/min，反应时间为20-30min，反应温度为20-30℃，缓慢泄压的温度为60-70℃，泄压速度为0.01-0.02MPa/min；

步骤3中，洗涤中的白色沉淀在无水乙醇中的浓度为10-20g/L，洗涤温度为40-50℃。

步骤3中，超声中的沉淀在无水乙醇中的浓度为80-150g/L，超声温度为50-60℃，超声频率为50-100kHz；超声时间为10-20min。

步骤3中，恒温喷雾沉积的温度为200-250℃，喷雾量为10-20mL/min，喷雾面积为20-40cm

本发明的有益效果是：本发明利用原位水解法，形成稳定的定位水解效果，达到分散性，甚至达到纳米化，增加表面的反应活性点。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种用于贵金属催化剂的二氧化锆载体的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将氯化锆加入至甘油中，超声分散，然后静置在反应釜中，得到浑浊液；

氯化锆在甘油中的质量浓度为70-100g/L；

超声分散时间为20-50min，超声分散的频率为80-100kHz，超声分散的温度为20-50℃；静置时间为2-5h；

反应釜中充满水蒸气与氮气的混合气体，水蒸气的体积占有量为10-30％，静置的压力为0.1-0.2MPa，温度为30-60℃；

步骤2，将氨气混合气缓慢通入至浑浊液中，直至压力达到0.2-0.3MPa，然后进行循环回流反应，缓慢泄压，得到第二浑浊液；

氨气混合气为氨气与氮气的混合气体，其中氨气的体积占有量为10-20％，氨气混合气的通入速度为8-12mL/min；循环回流反应的循环速度为5-10mL/min，反应时间为20-30min，反应温度为20-30℃，缓慢泄压的温度为60-70℃，泄压速度为0.01-0.02MPa/min；

步骤3，将第二悬浊液过滤，得到白色沉淀，并采用无水乙醇洗涤-过滤数次，然后将沉淀加入至无水乙醇中超声10-20min，恒温喷雾沉积，得到纳米级二氧化锆载体；

洗涤中的白色沉淀在无水乙醇中的浓度为10-20g/L，洗涤温度为40-50℃；

超声中的沉淀在无水乙醇中的浓度为80-150g/L，超声温度为50-60℃，超声频率为50-100kHz；

恒温喷雾沉积的温度为200-250℃，喷雾量为10-20mL/min，喷雾面积为20-40cm

实施例1

本发明一种用于贵金属催化剂的二氧化锆载体的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将氯化锆加入至甘油中，超声分散，然后静置在反应釜中，得到浑浊液；

氯化锆在甘油中的质量浓度为70g/L；

超声分散时间为20min，超声分散的频率为80kHz，超声分散的温度为20℃；静置时间为2h；

反应釜中充满水蒸气与氮气的混合气体，水蒸气的体积占有量为10％，静置的压力为0.1MPa，温度为30℃；

步骤2，将氨气混合气缓慢通入至浑浊液中，直至压力达到0.2MPa，然后进行循环回流反应，缓慢泄压，得到第二浑浊液；

氨气混合气为氨气与氮气的混合气体，其中氨气的体积占有量为10％，氨气混合气的通入速度为8mL/min；循环回流反应的循环速度为5mL/min，反应时间为20min，反应温度为20℃，缓慢泄压的温度为60℃，泄压速度为0.01MPa/min；

步骤3，将第二悬浊液过滤，得到白色沉淀，并采用无水乙醇洗涤-过滤数次，然后将沉淀加入至无水乙醇中超声10min，恒温喷雾沉积，得到纳米级二氧化锆载体；

洗涤中的白色沉淀在无水乙醇中的浓度为10g/L，洗涤温度为40℃；

超声中的沉淀在无水乙醇中的浓度为80g/L，超声温度为50℃，超声频率为50kHz；

恒温喷雾沉积的温度为200℃，喷雾量为10mL/min，喷雾面积为20cm

实施例2

本发明一种用于贵金属催化剂的二氧化锆载体的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将氯化锆加入至甘油中，超声分散，然后静置在反应釜中，得到浑浊液；

氯化锆在甘油中的质量浓度为80g/L；

超声分散时间为30min，超声分散的频率为85kHz，超声分散的温度为25℃；静置时间为2.5h；

反应釜中充满水蒸气与氮气的混合气体，水蒸气的体积占有量为15％，静置的压力为0.1MPa，温度为40℃；

步骤2，将氨气混合气缓慢通入至浑浊液中，直至压力达到0.25MPa，然后进行循环回流反应，缓慢泄压，得到第二浑浊液；

氨气混合气为氨气与氮气的混合气体，其中氨气的体积占有量为12％，氨气混合气的通入速度为9mL/min；循环回流反应的循环速度为6mL/min，反应时间为25min，反应温度为20℃，缓慢泄压的温度为70℃，泄压速度为0.01MPa/min；

步骤3，将第二悬浊液过滤，得到白色沉淀，并采用无水乙醇洗涤-过滤数次，然后将沉淀加入至无水乙醇中超声15min，恒温喷雾沉积，得到纳米级二氧化锆载体；

洗涤中的白色沉淀在无水乙醇中的浓度为15g/L，洗涤温度为45℃；

超声中的沉淀在无水乙醇中的浓度为90g/L，超声温度为55℃，超声频率为60kHz；

恒温喷雾沉积的温度为210℃，喷雾量为15mL/min，喷雾面积为25cm

实施例3

本发明一种用于贵金属催化剂的二氧化锆载体的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将氯化锆加入至甘油中，超声分散，然后静置在反应釜中，得到浑浊液；

氯化锆在甘油中的质量浓度为90g/L；

超声分散时间为40min，超声分散的频率为95kHz，超声分散的温度为35℃；静置时间为4h；

反应釜中充满水蒸气与氮气的混合气体，水蒸气的体积占有量为20％，静置的压力为0.2MPa，温度为50℃；

步骤2，将氨气混合气缓慢通入至浑浊液中，直至压力达到0.2MPa，然后进行循环回流反应，缓慢泄压，得到第二浑浊液；

氨气混合气为氨气与氮气的混合气体，其中氨气的体积占有量为18％，氨气混合气的通入速度为11mL/min；循环回流反应的循环速度为8mL/min，反应时间为28min，反应温度为30℃，缓慢泄压的温度为70℃，泄压速度为0.02MPa/min；

步骤3，将第二悬浊液过滤，得到白色沉淀，并采用无水乙醇洗涤-过滤数次，然后将沉淀加入至无水乙醇中超声20min，恒温喷雾沉积，得到纳米级二氧化锆载体；

洗涤中的白色沉淀在无水乙醇中的浓度为18g/L，洗涤温度为45℃；

超声中的沉淀在无水乙醇中的浓度为100g/L，超声温度为55℃，超声频率为80kHz；

恒温喷雾沉积的温度为220℃，喷雾量为15mL/min，喷雾面积为30cm

实施例4

本发明一种用于贵金属催化剂的二氧化锆载体的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将氯化锆加入至甘油中，超声分散，然后静置在反应釜中，得到浑浊液；

氯化锆在甘油中的质量浓度为90g/L；

超声分散时间为40min，超声分散的频率为80kHz，超声分散的温度为45℃；静置时间为4h；

反应釜中充满水蒸气与氮气的混合气体，水蒸气的体积占有量为30％，静置的压力为0.2MPa，温度为55℃；

步骤2，将氨气混合气缓慢通入至浑浊液中，直至压力达到0.2MPa，然后进行循环回流反应，缓慢泄压，得到第二浑浊液；

氨气混合气为氨气与氮气的混合气体，其中氨气的体积占有量为10％，氨气混合气的通入速度为12mL/min；循环回流反应的循环速度为10mL/min，反应时间为25min，反应温度为20℃，缓慢泄压的温度为70℃，泄压速度为0.02MPa/min；

步骤3，将第二悬浊液过滤，得到白色沉淀，并采用无水乙醇洗涤-过滤数次，然后将沉淀加入至无水乙醇中超声10min，恒温喷雾沉积，得到纳米级二氧化锆载体；

洗涤中的白色沉淀在无水乙醇中的浓度为18g/L，洗涤温度为48℃；

超声中的沉淀在无水乙醇中的浓度为130g/L，超声温度为60℃，超声频率为95kHz；

恒温喷雾沉积的温度为230℃，喷雾量为20mL/min，喷雾面积为48cm

实施例5

本发明一种用于贵金属催化剂的二氧化锆载体的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将氯化锆加入至甘油中，超声分散，然后静置在反应釜中，得到浑浊液；

氯化锆在甘油中的质量浓度为100g/L；

超声分散时间为50min，超声分散的频率为100kHz，超声分散的温度为50℃；静置时间为5h；

反应釜中充满水蒸气与氮气的混合气体，水蒸气的体积占有量为30％，静置的压力为0.2MPa，温度为60℃；

步骤2，将氨气混合气缓慢通入至浑浊液中，直至压力达到0.3MPa，然后进行循环回流反应，缓慢泄压，得到第二浑浊液；

氨气混合气为氨气与氮气的混合气体，其中氨气的体积占有量为20％，氨气混合气的通入速度为12mL/min；循环回流反应的循环速度为10mL/min，反应时间为30min，反应温度为30℃，缓慢泄压的温度为70℃，泄压速度为0.02MPa/min；

步骤3，将第二悬浊液过滤，得到白色沉淀，并采用无水乙醇洗涤-过滤数次，然后将沉淀加入至无水乙醇中超声20min，恒温喷雾沉积，得到纳米级二氧化锆载体；

洗涤中的白色沉淀在无水乙醇中的浓度为20g/L，洗涤温度为50℃；

超声中的沉淀在无水乙醇中的浓度为150g/L，超声温度为60℃，超声频率为100kHz；

恒温喷雾沉积的温度为250℃，喷雾量为10mL/min，喷雾面积为40cm

本发明的方法，由于纳米材料本身的特性，特别是表面羟基，能够与贵金属形成协同促进效果，增加表面的反应活性点；以贵金属自身的光催化性，配合二氧化锆的反射特性形成内外光照体系，形成稳定的内层光催化体系(将贵金属包覆在二氧化锆表面)；热导电性，在反应温度不断提升的情况下，导电性随着温度升高而提升，从而达到提升表面电子流转的效果，进一步提升催化效果。