[发明专利]一种高稳定性催化氧化催化剂及制备方法

权利要求书

1.一种用于催化氧化的高稳定性催化剂，该催化剂的化学组成为PdO_x-A_mB_nC_yD_zO_δ，其中：催化剂的活性组分为无定型的PdO_x，其中0 < x ≤ 1；载体为A_mB_nC_yD_zO_δ氧化物，其中A位元素为稀土镧（La）、钕（Nd）、镨（Pr）、铒（Er）中的一种，B位元素为钠（Na）、钾（K）、锶（Sr）、钙（Ca）、镁（Mg）和钡（Ba）中的一种，C位元素为过渡金属铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、锰（Mn）、铜（Cu）、铝（Al）中的一种，D位为过渡金属铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、锰（Mn）、铜（Cu）、铝（Al）中的一种。

2.根据权利要求1所述一种用于催化氧化的高稳定性催化剂，其特征在于该催化剂具有高的催化氧化活性和热稳定性，可用于CO的催化氧化、甲烷的催化燃烧、挥发性有机物的催化燃烧等，其对甲烷的起燃温度低于280 ^oC，CO的起燃温度低于120 ^oC。

3. 根据权利要求1所述一种用于催化氧化的高稳定性催化剂，其特征在于该催化剂经900-1200 ^oC高温老化后，活性保持不变，贵金属不流失。

4.根据权利要求1所述一种用于催化氧化的高稳定性催化剂，其特征在于该催化剂经900-1200 ^oC高温老化后，以钙钛矿结构、类钙钛矿结构、尖晶石结构或者共同存在。

5.根据权利要求1所述一种用于催化氧化的高稳定性催化剂，其特征在于该催化剂采用外延生长法制备，在复合氧化物载体原位生成出无定型的纳米氧化钯颗粒，其粒径分布在0.5~10 nm，具体过程为：（1）将稀土、过渡金属溶解于去离子水中制成混合溶液；（2）将一定量的络合剂溶于去离子水中制成一定浓度的混合溶液；（3）在水浴条件下，将步骤（1）与（2）制得的混合溶液混合，控制pH值在0.5-2.0之间，控制温度在50-90 ^oC之间，搅拌至凝胶状；（4）将得到的凝胶在60-90 ^oC烘箱中干燥4-8 h，完全干燥后，烘箱温度迅速升温到100-160 ^oC使其碳化8-15 h；（5）贵金属Pd的引入有两种方法：在（1）中与稀土和过渡金属可溶盐形成混合溶液，其余制备方法相同；或者，以（4）所得碳化后的样品为载体，采用可溶性钯盐，通过浸渍法引入，其余制备方法相同；（6）所得样品在300-400 ^oC下焙烧2-5 h，然后在500-1200 ^oC温度下于空气中焙烧1-10 h，得到用于催化氧化的高稳定性催化剂。

6.根据权利要求5所述一种催化氧化的高稳定性催化剂的制备方法，其特征在于，所使用的络合剂为柠檬酸、山梨醇中的一种或一种以上，络合剂与金属的摩尔比为0.1-2.0；稀土的前驱体盐为硝酸盐，可以使硝酸镧，硝酸钕，硝酸普，硝酸铒中的一种；过渡金属Fe、Co、Ni、Mn、Cu和Al的前驱体为硝酸盐、醋酸盐、硫酸盐中的一种，优选硝酸盐；碱金属和碱土金属Na、K、Sr、Ca、Mg和Ba的前驱体为硝酸盐、醋酸盐、硫酸盐中的一种，优选硝酸盐；中钯的前驱体为硝酸钯、氯酸钯、醋酸钯、乙酰丙酮钯中的一种，优选硝酸钯。

7.根据权利要求5所述的催化剂的制备方法，其特征在于，经600-1000 ^oC焙烧后形成含Pd的钙钛矿、含Pd的类钙钛矿、含Pd的尖晶石结构，或者形成含Pd的混合结构。

8.根据权利要求5所述的催化剂的制备方法，其特征在于，经600-1000 ^oC焙烧后在催化剂表面外延生长出无定型的纳米氧化钯颗粒。