[发明专利]一种用于CO催化氧化的Pt-BaTiO3纳米催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于CO催化氧化的催化剂的制备方法，具体说是一种用于CO催化氧化的Pt-BaTiO₃纳米催化剂的制备方法，属于无机非金属材料和催化剂领域。

背景技术

BaTiO₃是一种典型的铁电、压电陶瓷材料，具有高的介电常数。作为一种不含铅的且具有优异介电性能的铁电陶瓷材料，BaTiO₃在多层陶瓷电容器，晶界层电容器，正温度电阻器以及铁电存储器中得到广泛应用。与此同时，随着近年来纳米材料研究领域不断发展，对BaTiO₃ 纳米材料的研究及其在电容器之外的其它领域的应用研究也日益增加。研究者发现铁电纳米材料的尺寸效应对材料整体的性能，尤其是表面性能有很大的影响，使得铁电纳米材料的表面化学性质，表面极化以及荷电情况，与块体材料的性质有很大的不同，遂逐渐将研究兴趣转移到铁电纳米材料的表面化学上。通过一定的物理或者化学手段，将铁电纳米材料与半导体氧化物和金属单质复合，从而研究铁电纳米材料对复合体系中另一组分性质的影响是其中的一种常见的方法。因此，具有低的铁电相变温度的四方钙钛矿相BaTiO₃在人们对铁电极化调控CO催化活性的研究中日益得到越来越多的兴趣和重视。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单，过程易于控制且催化活性高的用于CO催化氧化的Pt-BaTiO₃ 纳米催化剂的制备方法。

本发明的用于CO催化氧化的Pt-BaTiO₃ 纳米催化剂的制备方法，采用的是湿化学反应法，包括以下步骤：

1) 将水热法制备的0.1～1.5 g四方钙钛矿相BaTiO₃ 单晶纳米颗粒加入到50～200ml去离子水中，超声分散，得到水分散BaTiO₃悬浊液；

2) 超声分散状态下，向步骤1）制得的水分散BaTiO₃悬浊液中滴加2～6ml 浓度为20～100m mol/L H₂PtCl₆·6H₂O溶液，得到钡、钛和铂的离子悬浊液；

3) 超声分散状态下，向步骤2）制得的钡、钛和铂的离子悬浊液中滴加60ml浓度为 0.1～0.4 mol/L NaBH₄溶液，得到非晶状态的Pt-BaTiO₃纳米颗粒悬浊液；

4) 将步骤3）中制得的非晶状态的Pt-BaTiO₃纳米颗粒悬浊液离心，依次用去离子水和乙醇清洗至洗出液为中性，干燥沉淀产物，得到Pt-BaTiO₃ 纳米颗粒催化剂。

本发明中，所述的H₂PtCl₆ ·6H₂O和NaBH₄的纯度都不低于化学纯。

本发明采用湿化学方法，以水热法合成的四方钙钛矿BaTiO₃ 纳米颗粒、六水合氯铂酸(H₂PtCl₆·6H₂O)、硼氢化钠（NaBH₄）和去离子水作为反应物料，利用硼氢化钠的还原性，将Pt还原到BaTiO₃纳米颗粒的表面，形成不稳定的Pt纳米颗粒，随之使其在后续的干燥过程中达到完全晶化，从而获得用于CO催化氧化的Pt-BaTiO₃ 纳米催化剂。

本发明工艺过程简单，易于控制，污染少，成本低，易于大规模生产；制得的Pt-BaTiO₃纳米催化剂体系稳定，纯度高，CO催化氧化效率高。

附图说明

图1是本发明制备的Pt-BaTiO₃纳米催化剂的XRD图谱；

图2是本发明制备的Pt-BaTiO₃纳米催化剂的SEM图谱；

图3是本发明制备的Pt-BaTiO₃纳米催化剂的HRTEM图片；

图4是本发明制备的Pt-BaTiO₃ 纳米催化剂的热分析（DSC）以及CO催化效率图。

具体实施方式

以下结合实施例进一步说明本发明。

实施例1