纳米氧化钯空心球的制备
传统汽车三元催化剂中生成具有催化作用的氧化钯粒子的做法是将一定量钯盐 添加于由催化剂涂层粉料与弱酸水溶液混合配制的浆料中并涂覆于催化剂载体表面,而后 将涂覆有催化剂的载体加热至500°C以上进行烧结。在烧结过程中,浆料中的钯盐经氧化转 变为附着于催化剂载体表面、且具有催化作用的氧化钯粒子。该氧化钯粒子形成于烧结过 程中的高温下,以该方法制备的催化剂载体涂层中的氧化钯粒子直径较大,约为数百纳米 至几十微米,而且可能和其他贵金属元素(比如铑)烧结形成较大的合金体,这样形成的贵 金属合金催化活性相对较弱,同时这种合金和贵金属氧化物由于颗粒较大、表面积相对较 小、必将造成颗粒内芯部分的贵金属无法与尾气成分直接接触、降低贵金属的有效充分利 用、造成贵金属使用上的浪费。目前存在的氧化钯制备方法是将钯盐,如硝酸钯,在碱性环境下水解,将水解产物 在高温下分解,形成氧化钯。另一种方法是以钯氯酸作为钯源,PVP作为稳定剂在微波辐照 下制备了纳米级别的氧化钯,此种方法制备的氧化钯容易与反应液中PVP结合,又由于PVP 化学性质稳定,很难采用化学方法将其去除,因此一般采用高速离心法反复分离,这就在一 定程度上限定了广泛应用。
对于上述问题,一种新型的那纳米氧化钯空心球催化剂其优点显著,能解决上述问题,提高氧化钯的表面积,从而提高氧化钯的分布率和使用效率。其制备方法为:
(1)配制硝酸钯、甘氨酸混合水溶液;
(2)加入一定量氢氧化钠水溶液调节混合液的pH值为碱性;
(3)将经钯盐表面活化处理的铁粒子加入到硝酸钯、甘氨酸和氢氧化钠的混合水 溶液中;
(4)加热混合水溶液至85〜95°C,并保温;
(5)在机械搅拌下以一定速率向混合水溶液中滴加入一定量氧化剂溶液,制得具 有铁核-氧化钯壳结构的球形粒子;
(6)将具有铁核-氧化钯壳结构的粒子取出清洗后加入到酸性溶液中溶除铁核并 机械搅拌,制得纳米氧化钮空心球。
采用此方法制备的氧化钯催化剂,钯为纳米尺度,因此比表面积较大,催化性能较强;氧化钯为空心结构,密度较小,因此沉降稳定性良好,在使用过程中可以 和浆料很好匹配;氧化钯为空心结构,同时壳体存在细小空洞,因此可以增大表面积,提高 催化性能。