[发明专利]一种以生物质活性炭为载体的金纳米花的催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种以多孔活性炭为载体的金纳米花的催化剂，其特征在于：该催化剂以废弃柚子皮制备成多孔活性炭载体，以金纳米花为催化活性组分，抗坏血酸为还原剂；其中：以载体质量为基准，活性组分金纳米花的质量百分含量为0.1％～0.3％；该催化剂是通过如下方法制备得到：

(1)还原剂溶液制备

称取抗坏血酸，加入水溶解并利用超声振荡直至溶液呈澄清透明状，得到浓度为0.5～1.5M的抗坏血酸溶液；

(2)活性组分前驱体溶液制备

称氯金酸加入水振荡得到浓度为40～60mM的氯金酸溶液；称取硝酸银加入水振荡得到浓度为5～15mM的硝酸银溶液；

(3)活性组分胶体溶液制备

量取氯金酸溶液和硝酸银溶液搅拌混合20～40min，加入抗坏血酸溶液并进行搅拌反应直至溶液呈澄清透明状，然后加入水，得到金纳米花胶体溶液；

(4)载体制备

称取适量柚子皮，干燥后180℃预氧化1～3h，置入氮气作保护气氛的气氛炉中在800℃下焙烧1～3h得到生物质碳；将生物质碳磨碎，然后称取KOH，将其溶解于水中并与粉碎后的生物质碳搅拌10～14h，置于60℃鼓风干燥箱中保温干燥，再将吸附有KOH的生物质碳置入氮气作保护气氛的气氛炉中在800℃下焙烧2h进行活化，得到生物质活性炭，最后利用盐酸和水洗涤后置于60℃鼓风干燥箱中保温干燥，得到多孔活性炭载体；其中，生物质碳和KOH的质量比为1：1～3；

(5)催化剂制备

将步骤(4)制得的多孔活性炭载体浸渍于步骤(3)制得的活性组分胶体溶液12h后，取出浸渍后的多孔活性炭载体进行干燥，60℃鼓风干燥箱中保温干燥后制得金纳米花重整制氢催化剂。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于：步骤(3)中氯金酸溶液和硝酸银溶液的体积比为1：0.5～1.5，氯金酸溶液和抗坏血酸溶液的体积比为1：0.5～1.5。

3.一种权利要求1所述的以多孔活性炭为载体的金纳米花的催化剂的制备方法，其特征在于：

(1)还原剂溶液制备

称取抗坏血酸，加入水溶解并利用超声振荡直至溶液呈澄清透明状，得到浓度为0.5～1.5M的抗坏血酸溶液；

(2)活性组分前驱体溶液制备

称氯金酸加入水振荡得到浓度为40～60mM的氯金酸溶液；称取硝酸银加入水振荡得到浓度为5～15mM的硝酸银溶液；

(3)活性组分胶体溶液制备

量取氯金酸溶液和硝酸银溶液搅拌混合20～40min，加入抗坏血酸溶液并进行搅拌反应直至溶液呈澄清透明状，然后加入水，得到金纳米花胶体溶液；

(4)载体制备

称取适量柚子皮，干燥后180℃预氧化1～3h，置入氮气作保护气氛的气氛炉中在800℃下焙烧1～3h得到生物质碳；将生物质碳磨碎，然后称取KOH，将其溶解于水中并与粉碎后的生物质碳搅拌10～14h，置于60℃鼓风干燥箱中保温干燥，再将吸附有KOH的生物质碳置入氮气作保护气氛的气氛炉中在800℃下焙烧2h进行活化，得到生物质活性炭，最后利用盐酸和水洗涤后置于60℃鼓风干燥箱中保温干燥，得到多孔活性炭载体；其中，生物质碳和KOH的质量比为1：1～3；

(5)催化剂制备

将步骤(4)制得的多孔活性炭载体浸渍于步骤(3)制得的活性组分胶体溶液12h后，取出浸渍后的多孔活性炭载体进行干燥，60℃鼓风干燥箱中保温干燥后制得金纳米花重整制氢催化剂。

4.权利要求1所述的催化剂在催化甲醛重整制氢方面的应用。