一种具有封装结构的Pt@AEI催化剂的制备方法及应用
文献发布时间：2024-04-18 20:01:30
技术领域
本发明涉及催化剂的制备技术领域，更具体地说，一种具有封装结构的Pt@AEI催化剂的制备方法及应用。
背景技术
CO作为室内空气的主要污染物，对人体具有严重的危害，可以显著毒害人体的血液及神经系统。空气中的CO通过呼吸系统进入人体血液内，与血液中的血红蛋白等结合，形成可逆性的结合物，该结合物的形成不仅严重降低了血球携带氧的能力，而且还抑制和延缓氧血红蛋白的解析与释放，导致机体组织因缺氧而坏死，严重则可能会危害人的生命。
由于CO对人体健康以及环境有着严重的危害，利用高效催化剂将其氧化是一种常用的净化方法。研究表明，铂基催化剂对净化室内CO气体具有良好的效益。分子筛由于具有均匀的孔道结构、大的比表面积以及可调的酸碱度，常用作催化剂载体。然而由于Pt基催化剂在高温时容易发生烧结现象显著影响催化剂的性能与寿命，因此将贵金属物种封装在分子筛孔道内是一种有效提升催化剂性能的方法。
常规将金属物种封装在分子筛孔道内的方法有原位合成法、晶种诱导法等，该方法合成的催化剂与通过离子交换法或者浸渍法制备的催化剂相比，具有更加优异的活性以及稳定性。由于不同的分子筛具有相同的初级结构单元，因此分子筛从高骨架密度向低骨架密度的同晶转化是一种可行的策略，例如从大孔的FAU、Beta转晶形成中孔的MFI、小孔的CHA、AEI已经取得成功，因此转晶法合成封装的负载型贵金属催化剂是一种具有高度潜力的材料合成方法，也是值得进行深度探究的材料合成方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有封装结构的Pt@AEI催化剂的制备方法及应用，通过晶型转化一步合成法，将Pt/Y
本发明技术方案提供一种具有封装结构的Pt@AEI催化剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：对纯净分子筛Y(SAR＝12.5)进行NH
步骤二：将1g NH
步骤三：将上述的Pt/(NH
步骤四：以离子交换法制备得到的Pt/Y
步骤五：将混合物转移到25mL的聚四氟乙烯内衬中，于120-160℃，30-60rpm的条件水热合成24-120h，取釜抽滤，去离子水水洗至上层清液pH值接近中性，所得固体在80℃烘箱中过夜干燥。
步骤六：将干燥产物置于马弗炉中焙烧以完全去除模板剂，随后于10％H
在一个优选地实施例中，步骤一中Y型分子筛与NH
在一个优选地实施例中，步骤一中NH
在一个优选地实施例中，步骤二中超声时间为10min，水浴条件为：80-100℃，500rpm，水浴时间为6h，干燥条件为：80-100℃烘箱中过夜干燥。
在一个优选地实施例中，步骤三中焙烧过程为：以5℃/min的升温速率在400-600℃下持续焙烧4h，预处理过程为：于10％H
在一个优选地实施例中，步骤四种水热合成过程为：将1g Pt/Y
在一个优选地实施例中，步骤六中去除模板剂的过程为：以5℃/min的升温速率在400-600℃下焙烧4h；预还原过程为：于10％H
上述方法制备的具有封装结构的Pt@AEI催化剂，用于CO氧化实验，在80℃-160℃的反应温度下进行催化反应，从而将CO完全氧化为CO
本发明技术方案的有益效果是：
本发明采用上述原料经一步水热法合成Pt@AE催化剂，相比浸渍法的得到的Pt/AEI，具有优异CO氧化活性的同时还具有更加优异的稳定性。由于其前驱体分子筛等原料来源广泛，已经实现商业化生产，因此所合成产品有着商业化的潜力，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明制备的Pt@AEI催化剂、前体分子筛Pt/Y和Pt/AEI催化剂的XRD对比图，
图2为本发明制备的Pt@AEI催化剂、前体分子筛Pt/Y和Pt/AEI催化剂的催化性能对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述方便起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
步骤一：对纯净分子筛Y(SAR＝12.5)进行NH
步骤二：将1g NH
步骤三：将上述的Pt/(NH
步骤四：以离子交换法制备得到的Pt/Y
步骤五：将混合物转移到25mL的聚四氟乙烯内衬中，于120-160℃，30-60rpm的条件水热合成24-120h，取釜抽滤，去离子水水洗至上层清液pH值接近中性，所得固体在80℃烘箱中过夜干燥。
步骤六：将干燥产物置于马弗炉中焙烧以完全去除模板剂，随后于10％H
上述方法制备的具有封装结构的Pt@AEI催化剂，用于CO氧化实验，在80℃-160℃的反应温度下进行催化反应，从而将CO完全氧化为CO
实施例1
步骤一：对纯净分子筛Y(SAR＝12.5)进行NH
步骤二：将1g NH
步骤三：将上述的Pt/(NH
步骤四：以离子交换法制备得到的Pt/Y
步骤五：将混合物转移到25mL的聚四氟乙烯内衬中，于140℃，30rpm的条件水热合成72h。取釜抽滤，去离子水水洗至上层清液pH值接近中性，所得固体在80℃烘箱中过夜干燥。
步骤六：将干燥产物置于马弗炉中，以5℃/min的升温速率在550℃下焙烧4h以完全去除模板剂。随后于10％H
对上述实施例1制备的Pt@AEI催化剂，以及现有技术中前体分子筛Pt/Y和Pt/AEI催化剂进行性能测试，具体分析如下：
图1示出了前体分子筛Pt/Y、专利所述催化剂Pt@AEI和与之对比的Pt/AEI催化剂的XRD对比图，从图1可以看出，所得Pt@AEI为完整的AEI结构晶型，表明成功实现了由Pt/Y向Pt@AEI的转晶合成；且在39.8°位置没有出现明显的铂物种峰，表明催化剂中铂物种基本实现了高分散。
图2示出了前体分子筛Pt/Y、专利所述催化剂Pt@AEI和与之对比的Pt/AEI催化剂的催化性能对比图，从图2可以看出，在相同铂负载量的条件下，一步转晶法制备的Pt@AEI在120℃即实现完全转化，而浸渍制备的Pt/AEI和前驱体Pt/Y分别在140℃和170℃实现CO完全转化，表明转晶法制备的催化剂具有更优异的催化氧化性能。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。