[发明专利]一种介孔负载型催化剂CuO‑LaCoO3的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种介孔负载型催化剂CuO-LaCoO₃的制备方法。

背景技术

稀土钙钛矿型催化剂ABO₃是一种多元催化剂，与传统的贵金属(Pt、Ru、Pd)催化剂相比，钙钛矿材料具备价格低廉、结构稳定、良好的催化活性及高温热力学稳定性等特点，广泛应用于光催化、热催化等催化领域。其催化汽车尾气中CO的机理是：B离子吸附气态氧，吸附态CO和CO₂在晶格氧上，催化氧化反应通过CO吸附态和气态吸附氧进行，最终将CO氧化为CO₂。

在汽车尾气氧化还原催化领域，数La-Co-O系钙钛矿效果相对较好，研究较多，但由于其低温起燃的特性不佳、比表面积低以及成分复杂难以批量制备的不足，限制了钙钛矿材料优势的发挥和实际的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种介孔负载型催化剂CuO-LaCoO₃的制备方法，该方法制备的催化剂具有比表面积大，负载均匀，低温催化氧化一氧化碳的活性高的优点。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种介孔负载型催化剂CuO-LaCoO₃的制备方法，包括以下步骤：

将介孔LaCoO₃浸渍在硝酸铜溶液中，浸渍有Cu离子的介孔LaCoO₃于马弗炉中400-600℃煅烧4～6h，最终得CuO-LaCoO₃。

按上述方案，所述介孔LaCoO₃的制备过程如下：

1)以P123为模板剂，正丁醇为，以硅酸四乙酯为硅源，溶剂热法制备得到模板KIT-6；

2)称取等物质的量的硝酸镧和硝酸钴溶于乙醇水溶液中，加入一水合柠檬酸作为螯合剂搅拌反应，得到前驱体；

3)加入步骤1所得模板，加热搅拌直至粘稠状；

4)转至烘箱干燥得干凝胶，电炉焙烧除去柠檬酸，得黑色蓬松固体；

5)将黑色蓬松固体于马弗炉中升温煅烧，得含模板的LaCoO₃黑色粉末；

6)用氢氧化钠溶液洗涤含模板的LaCoO₃黑色粉末，即得介孔LaCoO₃。

按上述方案，所述模板KIT-6的制备过程如下：

将P123、正丁醇完全溶解于盐酸中，再加入硅酸四乙酯继续搅拌混合均匀；

转至反应釜内，100-130℃水热反应24h；

冷却至室温，取出内衬，过滤，洗涤，干燥，得白色粉末；

所得粉末于马弗炉内550℃煅烧5-7h，即得KIT-6模板。

按上述方案，步骤2中乙醇水溶液所含无水乙醇与去离子水的体积比为3:1。

按上述方案，步骤5中升温速率为2℃/min，煅烧温度为700℃，煅烧时间为4-8h。

按上述方案，步骤6中所述氢氧化钠溶液浓度为2mol/L，洗涤加热温度为40-80℃时间为6-12h。

本发明的有益效果是：

本发明所需原料简单易得，制备价格较贵金属催化剂低廉。

本发明得到的CuO-LaCoO₃催化剂中各组分均匀分散且相互作用，对尾气中的CO表现出良好的低温催化活性和热稳定性，可用于汽车尾气催化领域。

CuO的负载为原催化剂提供了更多的活性氧，从而提高了催化剂的低温催化活性。

附图说明

图1为制得一系列介孔LaCoO₃催化剂的XRD图；

图2为介孔负载型催化剂CuO-LaCoO₃的XRD图；

图3为一系列催化剂的CO转化效率图；

图4为实施例1中所得模板KIT-6的TEM图；

图5为一系列介孔LaCoO₃催化剂的TEM图；

图6为实例2负载CuO后的CuO-LaCoO₃催化剂的TEM图。

具体实施方式

以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。

实施例1：

制备大比表面积的介孔LaCoO₃催化剂，它包括如下步骤：