一種負載型納米金催化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種負載型納米金催化劑及其制備方法。該負載型納米金催化劑的制備方法包括在沉積沉淀的條件下，將載體與四氯金酸水溶液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中接觸，得到含有固體沉淀物的混合液，然后蒸發(fā)除去水，并依次干燥、煅燒得到的固體；所述沉積沉淀的條件包括：采用堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH值為9-11。根據(jù)本發(fā)明的方法制備的負載型納米金催化劑中的納米金負載率較高、顆粒尺寸分布較窄、分散性好、尺寸小。
【專利說明】一種負載型納米金催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種負載型納米金催化劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金催化劑用途十分廣泛，并已經(jīng)體現(xiàn)出巨大的商業(yè)價值，如惡臭分解、汽車尾氣污染治理、臭氧消除、汞消除、醋酸乙烯合成、室內(nèi)空氣凈化及防毒面具等。氧化鐵具有儲量大、成本低、化學性能穩(wěn)定、環(huán)境友好等優(yōu)勢，是一種有前景的納米功能材料。氧化鐵負載納米金體現(xiàn)出的低溫一氧化碳氧化的性能除了用于汽車尾氣治理之外，還可用于脫硫、水煤氣變換、水蒸氣重整及烴類的選擇性氧化等。因此尺寸可控，高效氧化鐵負載納米金催化劑的制備方法備受關(guān)注。
[0003]目前，負載型納米金催化劑的制備方法主要有共沉淀法、浸潰法、傳統(tǒng)沉積沉淀法、氣相沉積法、離子交換法、光沉積法等等。共沉淀法簡單，容易實現(xiàn)，但是部分納米金顆粒會被掩埋在載體內(nèi)部。浸潰法得到的納米金顆粒粒徑在IOnm到35nm之間，活性差，負載率也比較低。傳統(tǒng)沉積沉淀法的負載率不會超過60%，而且沉積時間長。氣相沉積法的優(yōu)點是可以在氧化硅等載體上負載金，但是與沉積沉淀法相比，得到的納米金顆粒粒徑分布稍微寬一些，而且目前僅是實驗室研究而不具備大規(guī)模生產(chǎn)的可行性。離子交換法和光沉積法等目前都未得到廣泛的運用。因此，尋求一種在溫和的條件下能夠合成納米金粒徑尺寸小、分布窄、顆粒團聚程度輕、金顆粒暴露在載體表面及負載率高的負載型納米金催化劑是合成催化劑領(lǐng)域的研究熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種納米金負載率較高、顆粒尺寸分布較窄、分散性好、尺寸小的負載型納米金催化劑及其制備方法。
[0005]本發(fā)明提供了一種負載型納米金催化劑的制備方法，其中，該方法包括:在沉積沉淀的條件下，將載體與四氯金酸水溶液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中接觸，得到含有固體的混合液，然后蒸發(fā)除去水，并依次干燥、煅燒得到的固體；所述沉積沉淀的條件包括:采用堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH 值為 9-11。
[0006]本發(fā)明還提供了 一種由上述方法得到的負載型納米金催化劑。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法得到的負載型納米金催化劑中的納米金負載率較高、顆粒尺寸分布較窄、分散性好、尺寸小。另外，本發(fā)明方法具有簡單快速、重復性好的優(yōu)點；并且能夠通過控制四氯金酸與載體的重量比，得到具有不同粒徑大小納米金顆粒的催化劑。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為實施例1得到的負載型納米金催化劑的能量散射X射線光譜譜圖；
[0009]圖2為實施例1得到的負載型納米金催化劑的透射電子顯微鏡照片；[0010]圖3為對比例I得到的負載型納米金催化劑的透射電子顯微鏡照片。
【具體實施方式】
[0011]以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0012]按照本發(fā)明，所述負載型納米金催化劑的制備方法包括:在沉積沉淀的條件下，將載體與四氯金酸水溶液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中接觸，得到含有固體的混合液，然后蒸發(fā)除去水，并依次干燥、煅燒得到的固體；所述沉積沉淀的條件包括:采用堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)PH值為9-11。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，所述載體與四氯金酸水溶液的接觸在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中進行。在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的旋轉(zhuǎn)攪拌過程中，由于混合液和蒸發(fā)瓶間的慣性和摩擦力的作用，混合液在蒸發(fā)瓶內(nèi)表面鋪展并形成一層薄膜。相比靜置狀態(tài)下或者在機械攪拌下制備負載型納米金催化齊U，樣品的受熱面積較大，反應體系混合更均勻，制得的納米金顆粒不容易聚集，從而使粒徑大小更均勻，且尺寸更小。優(yōu)選情況下，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的轉(zhuǎn)速為40-60轉(zhuǎn)/分。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，所述蒸發(fā)除去水分的方法可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法進行，優(yōu)選抽真空的方式去除水分，采用抽真空除去水分的方法可以使溶液中金離子的濃度增大，有利于其向載體表面的沉積，從而保證溶液中的金前驅(qū)物都負載到載體的表面，進一步利于金負載率的提高。其中，所述真空度的可選擇范圍較寬，只要能夠充分使水分蒸發(fā)即可，優(yōu)選情況下，真空度0.07-0.099兆帕(所述真空度指大氣壓力與絕對壓力的差值的絕對值)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，所述沉積沉淀的條件包括:采用堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH值為9-11。其中，所述堿性物質(zhì)可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的各種用于調(diào)節(jié)PH值的堿性物質(zhì)，例如，可以選自氨水、氫氧化鈉、尿素和碳酸鈉中的一種或多種。堿性物質(zhì)中的氫氧化鈉、尿素、碳酸鈉可以以其固體的形式使用，也可以以其水溶液的形式使用。此外，所述氨水的濃度可以為20-30重量％。優(yōu)選情況下，所述堿性物質(zhì)為碳酸鈉。本發(fā)明中優(yōu)選使用碳酸鈉來調(diào)節(jié)溶液pH值具有以下優(yōu)點:
[0016](a)碳酸鈉屬于弱堿性試劑，易對溶液的pH值進行精細調(diào)節(jié)；
[0017](b)殘留在催化劑表面的碳酸鈉很容易通過洗滌和煅燒被除去，不會對催化劑的性能產(chǎn)生影響。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，所述沉積沉淀的條件還包括:沉積溫度和沉積時間，所述沉積溫度為60-90°C，沉積時間為1-8小時。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，所述載體與四氯金酸水溶液的接觸是在沉積沉淀的條件下在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶中進行的，其中，載體與四氯金酸水溶液的接觸方式優(yōu)選為將二者混合，為了使載體與四氯金酸水溶液的接觸更充分，優(yōu)選情況下，先將所述載體與四氯金酸水溶液混合均勻后(溫度可以為20-30°C，時間可以為1-5分鐘)再在沉積沉淀的條件下在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)瓶中繼續(xù)接觸。
[0020]優(yōu)選情況下，為了避免四氯金酸水溶液中三價金離子被還原而進一步提高金的負載量，所述載體與四氯金酸水溶液的接觸優(yōu)選在避光條件下進行，或者優(yōu)選所述接觸的方式為將四氯金酸水溶液加入到含有載體的水分散體系中。其中，含有載體的水分散體系可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法制備得到，例如，將載體與水混合，并采用超聲進行分散，得到含有載體的水分散體系。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，所述載體可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的各種用于制備納米金催化劑的載體，優(yōu)選情況下，所述載體選自羥基氧化鐵、三氧化二鐵、氧化鈰和鈮酸鈉中的一種或多種。載體的比表面積為>0.001m2/g，載體的顆粒長度為40-20000nm。更優(yōu)選情況下，所述載體為羥基氧化鐵微米棒、三氧化二鐵微米棒、三氧化二鐵納米棒中的一種或多種，載體的比表面積為42-93m2/g，載體的顆粒長度為40-1550nm，長徑比為3.6-13.4:1。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，所述四氯金酸水溶液中金的重量以及所述載體的用量使得以得到的負載型納米金催化劑的總重量為基準，載體含量為85-99重量％，以金元素計，活性組分金的含量為1-15重量％。優(yōu)選情況下，所述四氯金酸水溶液與載體的重量比可以為1-15.2:1 ；其中，所述四氯金酸水溶液的濃度可以為0.01-0.1重量％。其中，所述的四氯金酸可以通過商購獲得，例如可以商購自Alfa Aesar公司。
[0023]本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過控制四氯金酸與載體的重量比可以得到具有不同粒徑大小納米金顆粒的催化劑，當增加四氯金酸的量時，催化劑中納米金的質(zhì)量百分比增加，在相同的煅燒溫度、干燥溫度下得到的催化劑中納米金的平均粒徑會出現(xiàn)波動。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，該方法還包括在對得到的固體進行干燥之前進行洗滌。所述洗滌的目的是除去雜質(zhì)離子，所用溶劑可為水和/或乙醇，優(yōu)選洗滌溫度為55-80°C，洗滌所用溶劑的量和洗滌次數(shù)至用硝酸銀溶液檢測時，不出現(xiàn)白色沉淀即可。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選情況下，該方法還包括在對得到的固體進行干燥之后、煅燒之前，將所述固體粉碎至細粉末，粉末的平均粒徑約為400-600微米，所述粉碎可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的各種粉碎方法，例如碾磨、研磨等，優(yōu)選為碾磨。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，所述干燥的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，自然干燥、鼓風干燥、真空干燥等；優(yōu)選情況下，所述干燥溫度可以為60-120°C，時間為12-18小時。
[0027]根據(jù)本發(fā)明，所述煅燒的溫度優(yōu)選為200-400 V。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過控制不同的煅燒溫度可以得到具有不同粒徑大小納米金顆粒的催化劑。在納米金顆粒負載相同金質(zhì)量百分比及相同的干燥溫度的條件下，增加煅燒溫度，催化劑中納米金顆粒的平均粒徑增大。
[0028]本發(fā)明還提供了 一種由上述方法制備的負載型納米金催化劑。
[0029]優(yōu)選情況下，所述負載型納米金催化劑，其中，以所述負載型納米金催化劑的總重量為基準，載體的含量為85-99重量％，以金元素計，活性組分金的含量為1-15重量％ ;其中，以Aux+形式存在的活性組分的含量至少占活性組分金總量的3原子％，所述Aux+中X的取值范圍為1-3 ;所述活性組分納米金顆粒的平均粒徑為2-9nm。
[0030]以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但本發(fā)明并不僅限于下述實施例。
[0031]以下實施例采用透射電子顯微鏡電鏡(美國FEI公司Tecnai G2 F20U-TWIN)測定負載型納米金催化劑中金顆粒的粒徑。
[0032]以下實施例采用透射電子顯微鏡電鏡(美國FEI公司Tecnai G2 F20U-TWIN)附帶的X射線能譜儀測定負載型納米金催化劑中金元素含量?；钚越M分中Aux+用X射線光電子能譜對金從80eV-93eV進行高分辨掃描，對得到的數(shù)據(jù)利用XPSpeak軟件分峰擬合，從而得出催化劑中的零價金和正價金Aux+ (其中X的取值范圍為1-3)的原子比例。
[0033]以下實施例米用 ASAP 2020 (美國 Micromeritics Instrument Corporation)測定載體的比表面積，利用BET比表面積測試法測定負載型納米金催化劑的比表面積。[0034]以下實施例中負載率是指煅燒后得到的負載型納米金催化劑中的納米金的實際負載量與理論負載量的比值。
[0035]以下實施例中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(EYELA N-1100)購自上海愛朗儀器有限公司。
[0036]以下實施例1-4中使用的羥基氧化鐵微米棒采用下述方法合成制得:
[0037]將180毫升，5摩爾/升的氫氧化鉀加入到100毫升，I摩爾/升的硝酸鐵溶液中；用去離子水稀釋混合液至2升，裝入聚乙烯瓶中，在70°C下老化60h，反應結(jié)束后，將沉淀物離心分離，用超純水洗滌至中性；在60°C下烘干，得到固體物，碾磨成粉末，得到羥基氧化鐵微米棒(平均大小:長1550nm，寬120nm)。
[0038]以下實施例5中使用的羥基氧化鐵納米棒采用下述方法合成制得:
[0039]用蠕動泵將1.0升，0.48摩爾/升的NaHCO3溶液滴加到1.0升，0.40摩爾/升的Fe(NO3)3.9Η20溶液中，滴速為4.58毫升/分鐘，形成均勻的棕黑色懸浮液。將懸浮液置于200毫升Nalgene塑料瓶中，微波加熱至沸騰。加熱過程中，每隔40s晃動一下瓶子。加熱結(jié)束后，立即在冰水浴中冷卻至室溫(25°C)。將樣品用透析袋(SpectraPor)在超純水中進行透析，每天換三次超純水。透析結(jié)束后用5摩爾/升的氫氧化鈉迅速調(diào)節(jié)pH值到12，在75°C老化30h。接著用透析袋進行透析，每天換三次超純水。最后將所得懸浮液干燥。得到輕基氧化鐵納米棒(平均大小:長48nm,寬12nm)。
[0040]以下實施例6中使用的三氧化二鐵微米棒采用下述方法合成制得:
[0041]用以上所述方法制備羥基氧化鐵微米棒，并將制備的羥基氧化鐵微米棒在300°C煅燒2小時可以得到三氧化二鐵微米棒。
[0042]以下實施例7中使用的三氧化二鐵納米棒采用下述方法合成制得:
[0043]用以上所述方法制備羥基氧化鐵納米棒，并將制得的羥基氧化鐵納米棒在300°C煅燒2小時可以獲得三氧化二鐵納米棒。
[0044]以下實施例8中使用的氧化鈰采用下述方法合成制得:
[0045]將1.74g六水合硝酸鈰溶于10毫升水中，滴加到70毫升，6摩爾/升的NaOH中，攪拌半小時，轉(zhuǎn)移到100毫升水熱釜中，120°c下反應24小時。得到沉淀物過濾洗滌。
[0046]以下實施例9中使用的鈮酸鈉采用下述方法合成制得:
[0047]將Ig P123加入到25毫升三次水加熱到40° C，并經(jīng)磁力攪拌器攪拌2個小時，繼續(xù)加入5g Nb (OC2H5) 5和NaOH，繼續(xù)攪拌I個小時。轉(zhuǎn)移混合液到容積為50毫升的高壓釜中，密封。200°C的烘箱中加熱4小時。自然冷卻至室溫(25°C)后，對白色產(chǎn)物用水和乙醇進行多次離心清洗。在烘箱中70°C下烘干12小時。所得的產(chǎn)物在馬弗爐中550°C下加熱4小時。
[0048]實施例1
[0049]本實施例用于說明本發(fā)明提供的負載型納米金催化劑的制備。
[0050]向圓底燒瓶中加入50毫升超純水，并將0.5克的羥基氧化鐵微米棒(平均大小:長1550nm，寬120nm ;比表面積42m2/g)加入其中，超聲(頻率為20KHz，下同)使其分散均勻。加入0.1摩爾/升的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)上述溶液的pH至9-10之間(用pH試紙測量);用移液槍移取1.55毫升，濃度為10毫克/毫升的四氯金酸水溶液(加入四氯金酸水溶液后pH值沒有明顯變化，下同)，超聲一分鐘混合均勻后，將圓底燒瓶置于80°C的水浴中，同時在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中旋轉(zhuǎn)攪拌(轉(zhuǎn)速為55轉(zhuǎn)/分)，反應時間4小時結(jié)束后，對體系抽真空(真空表0.09兆帕)以除去水分，得到固體沉淀物，并將所述沉淀物轉(zhuǎn)移到200毫升燒杯中，用70°C熱水洗滌以除去雜質(zhì)離子至用硝酸銀溶液檢測時，不出現(xiàn)白色沉淀即可，并將洗滌后的沉淀物在100°C烘箱中烘干，碾磨成細粉末，粉末的平均粒徑約為500微米；在2001:下煅燒4小時(煅燒過程中通入干凈的流動空氣，流速為60毫升/分)，得到負載型納米金催化劑。
[0051]電子顯微鏡圖片如圖2所示，通過圖2可知，納米金顆粒負載在羥基氧化鐵微米棒的表面，分布均勻，納米金顆粒的平均粒徑為2.1lnm左右；另外，經(jīng)過能量散射X射線測定該負載型納米金催化劑，如圖1所示，該負載型納米金催化劑中，以金元素計，活性組分金的負載量為2.55重量％，其中，Aux+的含量為活性組分的24.1原子％，所述Aux+中x的取值范圍為1-3，負載率為85%。
[0052]實施例2
[0053]本實施例用于說明本發(fā)明提供的負載型納米金催化劑的制備。
[0054]按照實施例1的方法制備負載型納米金催化劑，不同的是，煅燒溫度為300°C。
[0055]得到的負載型納米金催化劑中，納米金顆粒負載在輕基氧化鐵微米棒的表面，分布均勻，金顆粒平均粒徑為2.59nm左右；另外，經(jīng)過能量散射X射線測定該負載型納米金催化劑中，以金元素計，活性組分金的負載量為2.55重量％，其中，Aux+的含量為活性組分的6原子％，所述Aux+中X的取值范圍為1-3，負載率為85%。
[0056]實施例3
[0057]本實施例用于說明本發(fā)明提供的負載型納米金催化劑的制備。
[0058]按照實施例1的方法制備負載型納米金催化劑，不同的是，煅燒溫度為400°C。
[0059]得到的負載型納米金催化劑中，納米金顆粒負載在羥基氧化鐵微米棒的表面，分布均勻，金顆粒平均粒徑為5.21nm左右；另外，經(jīng)過能量散射X射線測定該負載型納米金催化劑中，以金元素計，活性組分金的負載量為2.55重量％，其中，Aux+的含量為活性組分的
9.1原子％，所述Aux+中X的取值范圍為1-3，負載率為85%。
[0060]實施例4
[0061]本實施例用于說明本發(fā)明提供的負載型納米金催化劑的制備。
[0062]按照實施例1的方法制備負載型納米金催化劑，不同的是，用移液槍移取2.63毫升，10毫克/毫升的四氯金酸溶液。
[0063]得到的負載型納米金催化劑中，納米金顆粒負載在羥基氧化鐵微米棒的表面，分布均勻，金顆粒平均粒徑為2.02nm左右；另外，經(jīng)過能量散射X射線測定該負載型納米金催化劑中，以金元素計，活性組分金的負載量為4.75重量％，其中，Aux+的含量為活性組分的25.1原子％，所述Aux+中X的取值范圍為1-3，負載率為95%。
[0064]實施例5
[0065]本實施例用于說明本發(fā)明提供的負載型納米金催化劑的制備。
[0066]按照實施例1的方法制備負載型納米金催化劑，不同的是，所用載體為羥基氧化鐵納米棒(平均大小:長48nm,寬12nm ;比表面積85m2/g)。
[0067]得到的負載型納米金催化劑中，納米金顆粒負載在羥基氧化鐵納米棒的表面，分布均勻，金顆粒平均粒徑為4.62nm左右；另外，經(jīng)過能量散射X射線測定該負載型納米金催化劑中，以金元素計，活性組分金的負載量為3重量％，其中，Aux+的含量為活性組分的15.6原子％，所述Aux+中X的取值范圍為1-3，負載率為100%。[0068]實施例6
[0069]本實施例用于說明本發(fā)明提供的負載型納米金催化劑的制備。
[0070]按照實施例1的方法制備負載型納米金催化劑，不同的是，所用載體為三氧化二鐵微米棒(平均大小:長1206nm,寬90nm ;比表面積70m2/g)。
[0071]得到的負載型納米金催化劑中，納米金顆粒負載在三氧化二鐵微米棒的表面,分布均勻，金顆粒平均粒徑為3.68nm左右；另外，經(jīng)過能量散射X射線測定該負載型納米金催化劑中，以金元素計，活性組分金的負載量為2.40重量％，其中，Aux+的含量為活性組分的
5.89原子％，所述Aux+中X的取值范圍為1-3，負載率為80%。
[0072]實施例7
[0073]本實施例用于說明本發(fā)明提供的負載型納米金催化劑的制備。
[0074]按照實施例1的方法制備負載型納米金催化劑，不同的是，所用載體為三氧化二鐵納米棒(平均大小:長40nm,寬Ilnm ;比表面積93m2/g)。
[0075]得到的負載型納米金催化劑中，納米金顆粒負載在三氧化二鐵納米棒的表面，分布均勻，金顆粒平均粒徑為5.93nm左右；另外，經(jīng)過能量散射X射線測定該負載型納米金催化劑中，以金元素計，活性組分金的負載量為3.00重量％，其中，Aux+的含量為活性組分的
3.3原子％，所述Aux+中X的取值范圍為1-3，負載率為100%。
[0076]實施例8
[0077]本實施例用于說明本發(fā)明提供的負載型納米金催化劑的制備。
[0078]按照實施例1的方法制備負載型納米金催化劑，不同的是，所用載體為氧化鈰(平均大小:長160.1nm,寬10.6nm ;比表面積:90m2/g)。
[0079]得到的負載型納米金催化劑中，納米金顆粒負載在氧化鈰的表面，分布均勻，金顆粒平均粒徑為2.Slnm左右；另外，經(jīng)過能量散射X射線測定該負載型納米金催化劑中，以金元素計，活性組分金的負載量為3.00重量％，其中，Aux+的含量為活性組分的32原子％，所述Aux+中X的取值范圍為1-3，負載率為100%。
[0080]實施例9
[0081]本實施例用于說明本發(fā)明提供的負載型納米金催化劑的制備。
[0082]按照實施例1的方法制備負載型納米金催化劑，不同的是，所用載體為鈮酸鈉(平均大小:長20 μ m,寬0.5 μ m ;比表面積:0.001m2/g)。
[0083]得到的負載型納米金催化劑中，納米金顆粒負載在鈮酸鈉的表面，分布均勻，金顆粒平均粒徑為8.51nm左右；另外，經(jīng)過能量散射X射線測定該負載型納米金催化劑中，以金元素計，活性組分金的負載量為6.00重量％，其中，Aux+的含量為活性組分的19.2原子％，所述Aux+中X的取值范圍為1-3，負載率為60%。
[0084]對比例I
[0085]本對比例用于說明負載型納米金催化劑的參比制備方法。
[0086]向燒杯中加入50毫升超純水，并將0.5克的羥基氧化鐵微米棒平均大小:長1550nm，寬120nm ;加入其中，超聲使其分散均勻。加入0.1摩爾/升的碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)上述溶液的pH至9_10(pH試紙測量),用移液槍移取1.55暈升，10暈克/暈升的四氯金酸水溶液，超聲一分鐘混合均勻后。燒杯置于80°C水浴中，同時進行磁力攪拌(攪拌速度大約與旋轉(zhuǎn)速度相當)，反應時間4小時結(jié)束后，對體系過濾分離除去水分，得到固體干燥物，并將所述沉淀物轉(zhuǎn)移到200毫升燒杯中，70°C熱水洗滌除去雜質(zhì)，100°C烘箱中烘干，碾磨成細粉末。在200°C下煅燒4小時(煅燒過程中通入干凈流動空氣，流速為60毫升/分鐘)，得到負載型納米金催化劑。
[0087]該負載型納米金催化劑，納米金顆粒負載在羥基氧化鐵的表面，分布均勻，金顆粒平均粒徑為3.0Onm左右，但是尺寸分布較寬，正負0.9nm ;另外，經(jīng)過能量散射X射線測定該負載型納米金催化劑中，以金元素計，活性組分金的負載量為1.68重量％，其中Aux+為活性組分的1.8原子％，所述Aux+中X的取值范圍為1-3，負載率為56%。
【權(quán)利要求】
1.一種負載型納米金催化劑的制備方法，其特征在于，該方法包括:在沉積沉淀的條件下，將載體與四氯金酸水溶液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中接觸，得到含有固體的混合液，然后蒸發(fā)除去水，并依次干燥、煅燒得到的固體；所述沉積沉淀的條件包括:采用堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)PH值為9-11。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述堿性物質(zhì)為碳酸鈉、氨水、尿素和氫氧化鈉中的一種或多種，優(yōu)選為碳酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述四氯金酸水溶液中金的重量以及所述載體的用量使得以得到的負載型納米金催化劑的總重量為基準，載體的含量為85-99重量％，以金元素計，活性組分金的含量為1-15重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的制備方法，其中，所述載體選自羥基氧化鐵、三氧化二鐵、氧化鈰和鈮酸鈉中的一種或多種，載體的顆粒長度為40-20000nm ;優(yōu)選為羥基氧化鐵微米棒、三氧化二鐵微米棒、三氧化二鐵納米棒中的一種或多種，載體的顆粒長度為40-1550nm，長徑比為3.6-13.4:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述接觸在避光條件下進行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的制備方法，其中，沉積沉淀的條件還包括溫度為60-90°C，時間為1-8小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，該方法還包括在對得到的固體進行干燥之前進行洗滌，所述洗滌所用的溶劑為水和/或乙醇，洗滌溫度為55-80°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的制備方法，其中，干燥溫度為60-120°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，該方法還包括在對得到的固體進行干燥之后、煅燒之前，將所述固體粉碎。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的制備方法，其中，煅燒溫度為200-400°C。
11.一種負載型納米金催化劑，其特征在于，該負載型納米金催化劑為采用權(quán)利要求1-10中任意一項所述的方法制備得到。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的負載型納米金催化劑，其中，以所述負載型納米金催化劑的總重量為基準，載體的含量為85-99重量％，以金元素計，活性組分金的含量為1-15重量％ ;其中，以Aux+形式存在的活性組分的含量至少占活性組分金總量的3原子％，所述Aux+中X的取值范圍為1-3 ;所述活性組分納米金顆粒的平均粒徑為2-9nm。
【文檔編號】B01J23/68GK103801326SQ201210458421
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】周雪梅, 徐全龍, 閆麗莎, 張婷婷, 楊延蓮, 劉剛 申請人:國家納米科學中心