[发明专利]纳米钯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属催化剂制备领域，具体地，涉及纳米钯复合材料及其制备方法。

背景技术

对于纳米Pd催化剂来说，催化剂颗粒的粒径尺寸直接影响着其催化性能，通常颗粒粒径越小，其催化活性就越高，尤其对于Pd粒径小于10nm的颗粒。这是由于小尺寸的Pd颗粒的分散性比较好，进而可以提供较多的活性中心位。

传统的纳米催化剂的制备方法有离子交换法、浸渍法、化学还原法等。例如，中国专利CN104028293B公开了一种利用氨水、乙二胺或尿素为氮源，制备出了掺氮石墨烯，并在此石墨烯上负载PdCl₂，结合化学还原法制备出纳米Pd催化剂。然而，这些纳米尺寸的金属粒子在高热环境下很容易烧结团聚，从而大幅度降低了其催化活性。如何有效抑制纳米粒子的受热团聚行为对维持催化剂的稳定性至关重要。近年来，采用包裹法制备纳米Pd催化剂备受关注，如Martins等(Catalysis Communications,2015,58:11–15)采用K₂PdCl₄为钯前驱体，选用硅胶为载体，使用氨水、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和正硅酸乙酯(TEOS)等溶剂，制备出包裹型纳米Pd催化剂，纳米粒子的粒径可控制在10nm以下，催化剂的热稳定性得到改善。据报道，也有采用化学沉积法制备出复合型纳米Pd催化剂的方法，如Olmos等(Applied Catalysis B:Environmental，2016，197：222–235)采用沉淀沉积法，选择掺杂的铈锆氧化物为负载载体，以HAuCl₄和PdCl₂为催化剂前驱体，通过合理调控这两种金属的比例，制备出双金属纳米Au-Pd催化剂，纳米粒子的尺寸稳定在5nm左右，但在催化剂制备过程中控制条件较为苛刻，且用到大量的盐酸。

这些催化剂的制备较为繁琐，制备周期较长，且催化剂的稳定形成均需通过精细调控才能得以完成，且制备环节中容易造成环境污染和设备腐蚀。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米钯复合材料及其制备方法，该纳米钯复合材料能够用于催化剂，解决了普通的作为催化剂使用的纳米Pd材料的制备较为繁琐，制备周期较长，且催化剂的稳定形成均需通过精细调控才能得以完成，制备过程中易造成环境污染和设备腐蚀的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种纳米钯复合材料的制备方法，所述制备方法包括：

(1)将钯盐与溶剂混合，形成钯盐溶液；

(2)将二氧化硅和步骤(1)中制得的钯盐溶液混合，得到初始复合材料；

(3)将步骤(2)中制得的初始复合材料经氢气还原后得到纳米钯复合材料。

本发明还提供了一种纳米钯复合材料，其中，所述纳米钯复合材料由上述的制备方法制得。

通过上述技术方案，本发明提供了一种纳米钯复合材料及其制备方法，所述制备方法包括：将钯盐与溶剂混合，形成钯盐溶液；将二氧化硅和制得的钯盐溶液混合，得到初始复合材料；将制得的初始复合材料经氢气还原后得到纳米钯复合材料；本发明提供的方法，制备工艺简单，条件温和，制备周期短，且复合材料无需通过高温焙烧，有利于降低能耗和缩短复合材料制备周期，可用于工业化生产。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是实施例1制得的纳米钯复合材料的透射电镜照片；

图2是实施例2制得的纳米钯复合材料的透射电镜照片；

图3是实施例3制得的纳米钯复合材料的透射电镜照片；

图4是实施例4制得的纳米钯复合材料的透射电镜照片；

图5是实施例5制得的纳米钯复合材料的透射电镜照片；

图6是实施例6制得的纳米钯复合材料的透射电镜照片。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。