[发明专利]LaSPC负载PtOx纳米晶催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了LaSPC负载PtO_x纳米晶催化剂的制备方法及应用，制备方法包括两个步骤：一是载体LaSPC的制备，二是Pt/LaSPC催化剂的制备。本发明以价廉易得、储量丰富的粘土为原料制备稀土功能化的柱撑粘土LaSPC，进而以LaSPC为载体通过高温液相还原法制备LaSPC负载PtO_x纳米晶催化剂，并用于低浓度苯的催化降解。制备方法简单，成本低，制备的催化剂的活性组分颗粒小且分散均匀，催化降解苯的活性高、稳定性好，可广泛应用于工业源排放VOCs的催化降解。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别是涉及LaSPC负载PtO_x纳米晶催化剂的制备方法及应用。

背景技术

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，简称VOCs)主要来源于汽车尾气、工业过程以及人类活动。它们主要含有芳烃和醛。这些物质由于具有毒性、致畸和致癌性，因此对环境和人体健康是有害的。为了切实改善大气环境质量，国家积极推进VOCs的污染防治工作。目前对VOCs的处理方法中，催化燃烧法具有起燃温度低、消除效率高以及无二次污染等特点，因此是非常有效的。这种催化技术的关键是制备具有高活性、高稳定性的催化剂。

现在用于VOCs催化燃烧的催化剂，主要是负载金属催化剂，包括载体和活性组分。其中常见的载体有分子筛载体，如Y、ZSM-5、MCM-41、SBA-15等；金属氧化物载体，如γ-Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂、SiO₂、Fe₂O₃等。其中，分子筛载体容易发生积碳现象，导致活性位被覆盖，从而使得催化剂的活性降低。金属氧化物载体也有一些缺点，比如比表面积小，活性位少，热稳定性差。而天然粘土材料储量丰富、价廉易得，因此引起了广泛的关注。尽管天然粘土材料孔径分布不均匀、层间距较小、热稳定性较差，由天然粘土合成的柱撑粘土(PILCs)材料的性能大大改善，目前广泛研究的是聚合羟基多核金属阳离子一类的无机柱化剂，如Al、Zr、Ti、Cr、Fe等及其复合物。但是这些PILCs的比表面积较小，一般在200～300m²/g之间，其作为载体没有活性，稀土功能化的步骤较为繁琐。因此，急需开发一种具有大比表面积、功能化且合成方法简单的PILC。

负载金属催化剂的活性组分主要包括贵金属和过渡金属。过渡金属价格便宜但低温催化活性较差。而贵金属(如Pt、Pd、Ru、Au等)表现出较高的低温催化活性和稳定性。然而传统的贵金属催化剂的制备方法(浸渍法和共沉淀法)不能有效地控制活性组分的微观结构，比如其分散、粒径分布及表面形貌。因此，急需开发一种活性组分分散好、颗粒小的催化剂的制备技术。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供LaSPC负载PtO_x纳米晶催化剂的制备方法及应用，所制备的催化剂具有高活性、高稳定性且制备成本低的特点，可用于苯的催化降解。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

LaSPC负载PtO_x纳米晶催化剂的制备方法，包括以下步骤：