[发明专利]贵金属催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂领域，特别涉及一种贵金属催化剂及其制备方法。

背景技术

贵金属催化剂是一种能改变化学反应速率而自身又不参与反应的一类贵金属材料。常用的贵金属催化剂有金、铂、钯、铑、银、钌等。这些贵金属的d电子轨道都未填满，表面易吸附反应物，且催化强度适中，利于形成中间活性化合物，具有较高的催化活性。同时贵金属催化剂还具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性。鉴于贵金属催化剂的上述优点，其被广泛用于加氢、脱氢、氧化、还原、异构化、芳构化、裂化、合成等反应，在化工、石油精制、医药等领域。

大部分贵金属催化剂为负载复合型，载体是贵金属活性组分的分散剂或支持物，其主要用于增加催化剂的有效表面、提供合适的孔结构或保证催化剂机械强度和热稳定性等。现有技术报道了多种铃铛结构的贵金属催化剂及其制备方法，所述铃铛结构如1所示，载体1形成外壳，贵金属微粒2位于外壳的腔体内，由此形成类似与铃铛的结构，以贵金属载体的方式表示。

德国《先进材料》(Advanced Materials，2010年22期4885页)报道了铃铛结构贵金属催化材料的制备方法，这种方法以铃铛结构SiO₂m-SiO₂为载体，利用其内部存在的氨基功能团原位还原HAuCl₄制备出铃铛结构纳米催化材料。

英国《材料化学杂志》(Journal of Material Chemistry，2011年21期784页)报道了以SiO₂纳米空心球为模板通过原位还原法制备铃铛结构Aum-SiO₂纳米催化材料。

美国《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society，2009年131期2774页)报道了一种制备铃铛结构材料的通用办法，以反相乳液为微反应器，原位聚合SiO₂包裹Au纳米颗粒制备出铃铛结构纳米材料。

按照上述三种方法制备贵金属催化剂需要进行多步反应，操作繁琐，并且制备出的贵金属催化剂不具有可磁分离性。可磁分离贵金属催化剂由于具有磁性，因此在制备的过程中易于分离提纯，使用时也易于将其与产物分离。

荷兰《固态化学杂志》(Journal of Solid State Chemistry，2008年181期1650页)报道了制备铃铛结构AgFerrite磁性纳米催化材料的通用方法，以碳包裹的Ag或者Au核壳纳米结构为模板，通过磁性壳层铁氧体的再包覆和热处理，得到多种不同化学组成的磁性纳米催化材料；虽然该产品具有磁分离功能，但是该方法也需要多步反应，限制了产品的大规模制备。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种贵金属催化剂及其制备方法，由该方法可一步反应制备出可磁分离的、具有铃铛结构的贵金属催化剂。

有鉴于此，本发明提供一种贵金属催化剂的制备方法，包括：

a)、将水溶性铁无机盐、水溶性贵金属盐、柠檬酸三钠、尿素和聚丙烯酰胺在水中混合均匀，得到混合溶液；所述混合溶液中铁离子的浓度为1.25×10^-2M～5×10^-2M，聚丙烯酰胺的浓度为7g/L～8g/L，铁离子、水溶性贵金属盐和尿素的摩尔比为1∶(0.01～0.5)∶(2～8)∶(3～12)；

b)、密闭条件下，将所述混合溶液在190℃～210℃恒温静置；

c)、将静置后的混合溶液磁分离，得到贵金属催化剂。

优选的，所述静置的时间不少于12h。

优选的，所述水溶性贵金属盐为四氯合钯酸钾、硝酸银或四氯合金钾。

优选的，所述水溶性铁无机盐为硝酸铁、氯化铁或柠檬酸铁。

优选的，所述混合溶液中水溶性贵金属盐的浓度为2×10^-4M～2.5×10^-2M。

优选的，所述步骤a具体为：

a1)、将水溶性铁无机盐、柠檬酸三钠、尿素和聚丙烯酰胺在水中混合均匀；

a2)、向步骤a1)得到的溶液中加入水溶性贵金属盐并混合均匀，得到混合溶液，所述混合溶液中铁离子的浓度为1.25×10^-2M～5×10^-2M，聚丙烯酰胺的浓度为7g/L～8g/L，铁离子、水溶性贵金属盐和尿素的摩尔比为1∶(0.01～0.5)∶(2～8)∶(3～12)。