本发明专利技术提供一种催化CO氧化的具有(1×2)‑(110)表面结构的Pt基催化剂及其制备方法，所述催化剂的制备方法为：将氧化物载体和铂源研磨负载，并在特定气氛下热处理后得到Pt‑载体粉体，再用CO和O<subgt;2</subgt;的混合气体在一定温度下煅烧处理一定时间，原位制备出一种高效催化CO氧化的Pt表面具有(1×2)结构的Pt基催化剂。本发明专利技术Pt基催化剂的特点在于：Pt纳米颗粒(110)表面出现的(1×2)结构改变了气体吸附行为，建立了分别利于吸附O<subgt;2</subgt;和解吸CO的双活性位点，在催化CO氧化时可以显著缓解Pt催化反应中的“CO中毒”问题。与其他结构的催化剂相比，这种具有(1×2)特殊结构的Pt基催化剂的CO催化氧化活性更优异，具有更实用的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种催化剂的制备与运用，具体是一种适用于化工，煤炭等行业中的一种高效催化co氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的pt基催化剂及其制备方法。
技术介绍
1、化石燃料的不完全燃烧，机动车尾气等都会排放大量的无色无味有毒的co气体。此外，火灾也会产生大量co气体，严重威胁逃生人员与救援人员的生命安全。因此，co氧化在气体纯化、co气体探测器、呼吸用气体净化装置、消除封闭体系内微量co以及空气污染控制尤其是汽车尾气控制中起重要作用。
2、汽车内部安装在排气系统中最重要的机外净化装置是三元催化器，当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将促使汽车尾气排出的co、碳氢化合物和氮氧化物等有害气体进行一定的氧化-还原化学反应，并将其通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。
3、目前广泛用于co催化氧化的主要是铂、钯等贵金属催化剂，过渡金属氧化物催化剂及过渡金属合金催化剂等。过渡金属氧化物催化剂成本较低，但使用过程中结构不稳定高温下易失活；过渡金属合金催化剂有较好的结构稳定性，但制备复杂且成本依然较高；相对来说铂、钯等贵金属催化剂制备简单，具有优异的催化活性，稳定性及选择性，但是在使用过程中co会在pt表面强吸附造成毒害，导致催化活性降低，从而使催化剂的使用成本更高。
4、因此，根据实际的co氧化技术应用需求，提升pt基催化剂的抗co中毒能力，开发高活性的co氧化催化剂，进一步降低co氧化催化剂的成本，具有非常重大的意义。</p>
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种高效催化co氧化的具有(1×2)-(110)表面活性结构的pt基催化剂的制备方法。申请人发现，向负载型pt纳米颗粒中引入co/o2混合气体，可原位构筑pt表面具有(1×2)-(110)活性结构的pt基催化剂；通过调控温度及操纵co/o2的气体比例，可在宽范围条件下灵活调控pt表面位点结构，构筑具有(1×2)-(110)活性结构的pt基催化剂；通过tem确定得到的pt基催化剂的微观形貌及pt颗粒表面精确的原子结构，并在一定温度下测试表征了pt基催化剂的co氧化性能，从而证明具有(1×2)-(110)特殊结构的pt基催化剂可以在低至378k的温度下催化氧化，并使co催化氧化的效率得到极大的提高。本专利技术以负载型pt纳米颗粒为基础，首次提出在一定温度下用co和o2的混合气体煅烧处理等方式，利用反应气氛诱导活化原位构筑一种可高效催化co氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的pt基催化剂，简单方便，可控性强，实用性强，可广泛用于工业生产。
2、为达上述专利技术创造目的，本专利技术采用如下的技术方案：
3、一种催化co氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的pt基催化剂的制备方法，首先通过溶剂热法得到惰性氧化物载体，在制备好的惰性氧化物载体表面负载一定量的pt纳米颗粒，在一定温度下进行加热预处理，然后通入co和o2的混合气体煅烧处理一定时间，在co和o2反应气氛下诱导活化使pt纳米颗粒的(110)表面形成(1×2)活性结构。本专利技术在负载型pt纳米颗粒表面原位构筑的(1×2)-(110)活性结构在co氧化中具有优异的催化性能。
4、作为本专利技术优选的技术方案，所述催化co氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的pt基催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：
5、(1)pt纳米颗粒的负载：将质量比为15:1-5:1的氧化物载体和铂源在研钵中研磨5-60min使其均匀混合；然后将研磨好的混合物转移至坩埚中并置于马弗炉中，以1k/min-10k/min的升温速率加热到373-773k；将混合物先在氧气气氛下热处理0.5-6h，结束后冷却至室温；再在氢气气氛下以1k/min-10k/min的升温速率加热到373-773k，并将混合物在氢气气氛下热处理0.5-6h，结束后冷却至室温，即得到负载pt纳米颗粒的氧化物，备用；
6、(2)在pt纳米颗粒表面原位构筑(1×2)活性结构：将上述步骤(1)得到的负载pt纳米颗粒的氧化物在300k-1000k的温度范围内进行预处理，升温速率为1-100k/min，预处理时间为1-600min；预处理完成后，通入co与o2混合气体，在混合气氛下煅烧0.05-600min，即可得到具有(1×2)-(110)表面结构的pt基催化剂。
7、本专利技术的一种催化co氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的pt基催化剂的制备方法还包括以下优选方案。
8、作为优选方案，上述所述的氧化物载体为惰性氧化物载体，所述惰性氧化物载体包括二氧化钛、二氧化铈和二氧化硅。
9、作为优选方案，上述步骤(1)中所述的氧化物载体，尺寸为1nm-100um，形貌为立方体，八面体，球形或不规则片状。
10、作为优选方案，上述步骤(1)中所述的pt纳米颗粒的负载，所述铂源为乙酰丙酮铂或铂纳米立方体，纳米颗粒，研磨时间为5-60min，所述pt纳米颗粒的尺寸为1nm-1000nm。
11、作为优选方案，上述步骤(2)中所述的采用co和o2的混合气体煅烧处理即可制得所需的具有(1×2)-(110)表面结构的pt基催化剂，预处理温度为300k-1000k，升温速率为1-100k/min，预处理时间为1-600min；co和o2的气体比例为0.001-10：1，co气体的浓度为1％-100％，o2气体的浓度为1％-100％，煅烧温度为300k-1000k，煅烧时间为0.05-600min；通过调节co和o2气体比例及煅烧温度在不更换催化剂的情况下，在反应气氛下诱导活化即可原位调控催化剂表面结构的变化。
12、一种催化co氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的pt基催化剂，采用上述方法制备得到，可作为378k-1073k温度范围内催化co氧化的高活性催化剂。所述pt基催化剂中的(1×2)-(110)结构是指pt纳米颗粒的(110)表面的(1×2)结构，该结构提供了利于o2吸附和利于co脱附的双活性位点，导致了pt基催化剂中的(1×2)-(110)结构表面更高的o覆盖率，缓解了pt催化反应中的“co中毒”问题，进而促进了co氧化活性。
13、所述具有(1×2)-(110)表面结构的pt基催化剂，pt纳米颗粒的表面结构调控和co催化氧化可在同一气氛下进行，因此不需要额外转换反应气氛。
14、与已有技术相比，本专利技术的有益效果为：
15、本专利技术以负载型pt纳米颗粒为基础，在一定温度下用co和o2的混合气体煅烧处理等方式，利用反应气氛诱导活化原位得到了一种高效催化co氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的pt基催化剂。本专利技术具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
16、本专利技术首次提出在一定温度下用co和o2的混合气体煅烧处理方式，在负载型pt纳米颗粒表面，利用反应气氛诱导活化原位构筑(1本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种催化CO氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的Pt基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种催化CO氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的Pt基催化剂的制备方法，其特征在于，所述的氧化物载体为惰性氧化物载体，所述惰性氧化物载体包括二氧化钛、二氧化铈和二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的一种催化CO氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的Pt基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的氧化物载体，尺寸为1nm-100um，形貌为立方体、八面体、球形或不规则片状。
4.根据权利要求1所述的一种催化CO氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的Pt基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述铂源为乙酰丙酮铂或铂纳米立方体、纳米颗粒，研磨时间为5-60min，所述Pt纳米颗粒的尺寸为1nm-1000nm。
5.根据权利要求1所述的一种催化CO氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的Pt基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，CO和O2的气体比例为0.001-10：1，在混合气氛下煅烧温度为300K-1000K。
6.一种催化CO氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的Pt基催化剂，其特征在于，所述Pt基催化剂用于在378K-1073K温度范围内催化CO氧化。
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【技术特征摘要】
1.一种催化co氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的pt基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种催化co氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的pt基催化剂的制备方法，其特征在于，所述的氧化物载体为惰性氧化物载体，所述惰性氧化物载体包括二氧化钛、二氧化铈和二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的一种催化co氧化的具有(1×2)-(110)表面结构的pt基催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的氧化物载体，尺寸为1nm-100um，形貌为立方体、八面体、球形或不规则片状。
4.根据权利要求1所述的一种催化co氧化...
【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，郭晓云，欧阳，袁文涛，杨杭生，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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