【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】負載型雙金屬納米催化劑是多相催化領(lǐng)域中一類重要催化劑，廣泛應(yīng)用于電化學(xué)、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化、精細化工等各種催化過程。浸漬法是制備負載型金屬催化劑常用的方法，雖操作簡單但可控性差，得到的雙金屬納米粒子尺寸較大、粒徑分布廣、合金程度低，可能導(dǎo)致催化性能差，金屬利用率低。液相中的種晶生長法可實現(xiàn)對雙金屬納米粒子尺寸、形貌和組成的精確調(diào)控，但通過膠體沉積的方法將其負載到載體上時，通常會出現(xiàn)金屬納米顆粒分布不均勻，部分區(qū)域團聚的現(xiàn)象，且金屬納米粒子與載體間的相互作用較弱，也導(dǎo)致催化劑的穩(wěn)定性差。
 

　　近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所研究員王光輝、江河清，大連化學(xué)物理研究所研究員劉健等開發(fā)出一種通用型的納米反應(yīng)器策略合成Pd基雙金屬催化劑。此策略將液相中的種晶生長法成功運用到固相中——通過化學(xué)配位作用將Pd納米簇種晶和第二元金屬前驅(qū)體均勻地引入固相載體，在還原過程中實現(xiàn)雙金屬的固相種晶生長，終獲得雙金屬納米粒子尺寸、組成可控同時負載均勻的雙金屬催化劑。策略操作簡易過程簡單，易于放大，可以合成多種Pd基雙金屬納米催化劑(尺寸范圍2~3 nm)，包括PdAu、PdRu、PdCo、PdNi、PdZn、PdAg、PdCu等雙金屬納米催化劑。進一步研究表明，與相應(yīng)的單金屬相比，Pd1Au1/4雙金屬催化劑在甲酸分解產(chǎn)氫中顯示出增強的催化性能，證明了Pd和Au之間的協(xié)同效應(yīng)。此外，該策略得到的催化劑載體具有珊瑚狀結(jié)構(gòu)，易于成型；成型后的催化劑對甲酸分解產(chǎn)氫仍具有良好的活性，TOF值可達3684 h-1，重復(fù)使用五次催化活性沒有明顯變化。該研究工作為負載型雙金屬催化劑的設(shè)計和制備提供了一種新的策略。
 

　　雙金屬重整催化劑，金屬組分除鉑外還含有另一種金屬的催化劑。白色，圓柱狀固體。
 

　　堆積密度U . 79-} } . 85g /crri3。單鉑催化劑在運轉(zhuǎn)過程中的高溫凝聚和再生或還原過程，氧和水分的影響，鉑晶粒長大，外露的鉑原子減少而活性下降，加入第二種金屬即可阻比鈴晶粒長大，改善其穩(wěn)定性，也可提高其容許積炭量。所用的第二種金屬為徠、錫，其次是把、銥。這種催化劑可在低壓、低氫油比條件下進行重整操作，有利于芳構(gòu)化反應(yīng)，不足之處是第二種金屬都具有加氫裂化活性，故氫純度和液相收率都比單鉑催化劑低。
 

　　相關(guān)成果發(fā)表在Materials Today上，第一作者為青島能源所博士田正斌。研究得到國家自然科學(xué)基金，中科院潔凈能源創(chuàng)新研究院合作基金等項目資助。