高疏散性、高負載量Ir及Ir-Pt合金納米催化劑的制備方法

　　銥要紧應用于不飽和碳烴化合物加氫，胼分解以及汽車尾氣淨化等的催化劑，也用于甲醇裂解、CO氧化、NH3分解等方面。目前，納米Ir及Ir-Pt合金催化劑已在化工過程、燃料電池、航天工程、汙染和排放控制、生物工程等領域顯示了廣闊的應用前景，相關專利申請呈現增長趨勢。

由于納米Ir及Ir基催化劑需對Ir和Ir合金納米粒子的尺寸進行控制，才能獲得較好的催化活性。銥的熔點高達2454°C，且Ir前驅體化合物通常極難還原，因此Ir及 Ir合金納米催化劑的制備在技術上存在很大困難。目前碳載Ir及Ir基合金納米催化劑要紧采用沈積沈澱法和焙燒法制備，該方法可以获得負載量較高的Ir及Ir基催化劑，但是 Ir及Ir基合金納米粒子的尺寸較大，疏散性較差，且沈積沈澱法中的高溫還原工序和焙燒方法均容易造成納米粒子的氧化，從而影響所制備的催化劑的活性。負載型納米催化劑可以提高貴金屬的使用率，降低催化劑的成本，且納米尺寸金屬粒子的宏觀量子效應、外表效應和小尺寸效應等，對催化劑活性組分納米粒子的外表結構和化學狀態的有很大影響，從而影響催化劑的電催化性能。因此，隨著納米制備技術與催化科學的迅猛發展，一些研究者從既能降低催化劑成本，又能提高催化劑活性的角度考慮，通過控制Ir納米粒子的尺寸，結構，形貌，化學狀態等，達到對負載型納米Ir催化劑的催化活性進行調控的目的。

本發明是一種碳載高活性Ir及Ir-Pt合金納米催化劑的制備方法，其载体为碳黑，活性组分为Ir或Ir-Pt合金納米粒子，其特征是，使用高壓氫還原法，以KBH4改性處理過的碳黑爲載體，還原Ir或Ir和Pt前驅體化合物，將Ir或Ir-Pt合金纳米粒子沉积到改性后碳黑载体外表，获得一种高疏散性、高負載量的纳米Ir/C或Ir-Pt/C催化劑。本發明方法所获得的催化劑中Ir或Ir-Pt的負載率高；Ir或Ir-Pt的負載量可控，可制備質量比在5～40％範圍的Ir/C或Ir-Pt/C催化劑；方法成本低、工藝簡單、對設備要求低。Ir/C或Ir-Pt/C納米催化劑可應用在化工過程、燃料電池、航天工程、汙染和排放控制、生物工程等領域。炭載銥。