【儀表網 儀表研發(fā)】負載型雙金屬納米催化劑是多相催化領域中一類重要催化劑，廣泛應用于電化學、生物質轉化、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，也導致催化劑的穩(wěn)定性差。
 

　　近日，中國科學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——通過化學配位作用將Pd納米簇種晶和第二元金屬前驅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，與相應的單金屬相比，Pd1Au1/4雙金屬催化劑在甲酸分解產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。此外，該策略得到的催化劑載體具有珊瑚狀結構，易于成型；成型后的催化劑對甲酸分解產氫仍具有良好的活性，TOF值可達3684 h-1，重復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，有利于芳構化反應，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基金，中科院潔凈能源創(chuàng)新研究院合作基金等項目資助。