贵金属纳米催化剂引起科学家极大的兴趣

2016-04-10
研发部

                                        贵金属纳米催化剂

  纳米催化材料开始涉足汽车尾气净化行业,它可以显著提高催化效率、减少贵金属消耗、降低生产成本,国际上已把纳米粒子催化剂称为第四代催化剂。纳米技术在三效催化剂中的应用,主要是利用纳米材料的高催化活性和吸附性能去除汽车尾气中的有害成分,其效果更加明显,环境效益更加突出。

  三效催化剂主要由载体、担体、助剂和活性组分四部分组成,如何通过改变催化剂的成分与结构、通过提高整个涂层的比表面积和热稳定性、组织稳定性来增强催化剂的活性是国内外研究的热点。

  目前稀土纳米材料在国外已经被应用于三效催化剂中,而国内尚处于实验室开发阶段;非纳米过渡金属因具有较强的吸附能力和较弱的脱附能力使得催化剂的供氧速率受到制约,但纳米级铁、镍与γ-Al2O3的混合烧结体却表现出极强的氧化还原性能,然而单独使用仍存在起燃温度高、热稳定性差、中低温活性差以及易中毒等缺点;三效催化剂中最重要的活性组分主要是贵金属Pt、Pd、Rh,贵金属材料本身就具有优良的催化活性,因此制成纳米颗粒后,巨大的比表面积、表面曲率半径和丰富的悬空键,使之催化性能更为优良。

   B.Breitscheidel等将Ag、Cu、Pd、Pt等纳米颗粒复合在SiO2基质中所得到的催化剂具有数百平方米每克的比表面积 ,具有很强的催化性。但也有研究发现,随金属微粒的增大,催化活性会随之降低,只要将贵金属保持在纳米级,汽车行驶16万公里后仍然具有较高的性能。目前,贵金属纳米催化剂已成功应用于高分子、高聚物的加氢反应上。

   美国明尼苏达州的3M创新有限公司,其发明(设计)人为乔治·D·韦恩斯特伦等在中国申请了专利号为:CN200480028253.4,名称为:燃料电池阴极催化剂,该发明提供一种燃料电池阴极催化剂,包括含有微结构化载体须晶的纳米化结构元件,所述微结构化载体须晶带有纳米级催化剂粒子。通过交替施加第一和第二层制备所述纳米级催化剂粒子,所述第一层包括铂,所述第二层是铁和第二金属的合金或紧密混合物,所述第二金属选自除了铂和铁之外的VIb族金属、VIIb族金属和VIIIb族金属,其中所述第二层中铁与所述第二金属的原子比为0~10,其中所述第一层与所述第二层的平面等值厚度比为0.3~5,也提供一种制备这种纳米级催化剂粒子的方法,包括交替真空沉积铂和真空沉积铁和第二金属合金或紧密混合物的步骤。

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司