CN118454692A - 一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法及其应用，涉及纳米功能材料制备技术领域，该过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法包括以下步骤：利用浸渍法制备过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末；将过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末与粘结剂及溶剂混合，通过搅拌均匀得到催化剂浆料；将催化剂浆料涂覆在基体载体上，通过干燥及焙烧处理后，得到铂基催化剂。本发明通过将铂前驱体与过渡金属前驱体溶液共同浸渍载体，随后进行干燥和焙烧处理，获得具有高活性和高稳定性的过渡金属掺杂铂基催化剂，与传统方法相比，该方法不仅工艺简单、时间短，而且催化剂在处理餐饮油烟中的复杂颗粒物和挥发性有机物时表现出卓越的性能，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及纳米功能材料制备技术领域，具体来说，特别涉及一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法及其应用。
背景技术
汽车、火力发电厂、煤炭公司等工业排放的废气对环境造成了严重影响，如臭氧层破坏、酸雨、光化学烟雾和雾霾，这些问题严重威胁到人类健康和日常生活。催化燃烧技术因其能耗低、二次污染少和操作简便等优点，在传统工业废气处理方面具有广泛应用。高催化活性的贵金属负载催化剂（如Au，Ru，Pd或Pt）已被广泛用于工业废气的氧化消除，但其高成本、烧结和中毒等问题促使研究人员不断寻找更好的替代方案。
随着城市化和餐饮业的迅猛发展，餐饮油烟排放成为城市大气污染的重要来源之一。餐饮油烟中含有大量复杂颗粒物（PMs）和挥发性有机物（VOCs），这些污染物不仅对环境造成严重破坏，还对人类健康构成威胁。传统的机械过滤和静电除尘方法在处理餐饮油烟中的PMs和VOCs时存在效率低、能耗高和二次污染等问题。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法及其应用，以解决上述提及的传统的机械过滤和静电除尘方法在处理餐饮油烟中的PMs和VOCs时存在效率低、能耗高和二次污染的问题。
为了解决上述问题，本发明采用的具体技术方案如下：
根据本发明的一方面，提供了一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法，该过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法包括以下步骤：
S1、利用浸渍法制备过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末；
S2、将过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末与粘结剂及溶剂混合，通过搅拌均匀得到催化剂浆料；
S3、将催化剂浆料涂覆在基体载体上，通过干燥及焙烧处理后，得到铂基催化剂。
优选的，利用浸渍法制备过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末包括以下步骤：
S11、将铂盐溶解在去离子水中，通过搅拌均匀得到铂前驱体溶液；
S12、将过渡金属盐溶解在去离子水中，通过搅拌均匀得到过渡金属前驱体溶液；
S13、将载体材料浸润在铂前驱体溶液中，通过搅拌均匀得到载体浆料；
S14、将过渡金属前驱体溶液逐滴加入载体浆料中进行搅拌反应，得到共浸浆料；
S15、对共浸浆料进行干燥及焙烧处理，得到过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末。
优选的，铂盐中铂的含量在0.01mol/L-0.03mol/L之间。
优选的，过渡金属盐的盐溶液浓度不低于0.005mol/L。
优选的，载体材料浸润在铂前驱体溶液中的搅拌时间为4h，搅拌速率为400r/min，搅拌温度为室温。
优选的，将过渡金属前驱体溶液逐滴加入载体浆料中进行反应的反应时间为6h，搅拌速率为400r/min，反应温度为80摄氏度。
优选的，共浸浆料设置在真空干燥箱中干燥进行干燥处理，且干燥后的共浸浆料设置在惰性气体环境中进行焙烧处理。
优选的，将催化剂浆料涂覆在基体载体上，通过干燥及焙烧处理后，得到铂基催化剂包括以下步骤：
S31、对基体载体进行清洗和干燥处理；
S32、通过喷涂涂覆方式，将催化剂浆料均匀喷涂在基体载体表面上；
S33、对涂覆完成的基体载体进行干燥机焙烧处理，得到铂基催化剂。
优选的，基体载体为陶瓷载体或金属载体。
根据本发明的另一方面，提供了一种由过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法制备得到的铂基催化剂在消除烟气中的应用。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过将铂前驱体与过渡金属前驱体溶液共同浸渍载体，随后进行干燥和焙烧处理，获得具有高活性和高稳定性的过渡金属掺杂铂基催化剂，与传统方法相比，该方法不仅工艺简单、时间短，而且催化剂在处理餐饮油烟中的复杂颗粒物和挥发性有机物时表现出卓越的性能，具有广阔的应用前景。
2、本发明制备的过渡金属掺杂的铂基催化剂因其在处理复杂颗粒物和挥发性有机物方面表现出的优异性能而受到广泛关注，掺杂过渡金属不仅可以提高催化剂的活性和稳定性，还能显著降低铂的用量，从而降低成本，特别是镍、钴、锰等过渡金属的掺杂，可以有效改善铂基催化剂的抗烧结和抗中毒性能，同时增强其在低温条件下的催化活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法的流程示意图；
图2是根据本发明实施例的一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法中实施例1-5，对比例1-2 PMs消除的曲线图；
图3是根据本发明实施例的一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法中实施例1-5，对比例1-2中乙醛产物的性能曲线；
图4是根据本发明实施例的一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法实施例1-5，对比例1-2中甲苯产物的性能曲线；
图5是根据本发明实施例的一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法实施例1-5，对比例1-2中甲醇产物的性能曲线。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本申请保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法及其应用。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1所示，根据本发明实施例的过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法及其应用，该过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法包括以下步骤：
S1、利用浸渍法制备过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末；
作为优选实施方式，利用浸渍法制备过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末包括以下步骤：
S11、将铂盐溶解在去离子水中，通过搅拌均匀得到铂前驱体溶液；
具体的，铂盐中铂的含量在0.01mol/L-0.03mol/L之间。
其中，铂盐的使用为硝酸铂、醋酸铂、氯酸铂或其他可溶性铂盐。
S12、将过渡金属盐溶解在去离子水中，通过搅拌均匀得到过渡金属前驱体溶液；
具体的，过渡金属盐的盐溶液浓度不低于0.005mol/L。
其中，使用一种或两种过渡金属盐作前驱体；过渡金属盐的使用为硝酸钴、醋酸钴等或其他可溶性有机或无机盐（以钴为例）。前驱体盐溶液的浓度在0.0025-0.1mol/L。
S13、将载体材料浸润在铂前驱体溶液中，通过搅拌均匀得到载体浆料；
其中，载体材料选择为氧化铝。
具体的，载体材料浸润在铂前驱体溶液中的搅拌时间为4h，搅拌速率为400r/min，搅拌温度为室温，以确保铂前驱体均匀分布在载体上。
S14、将过渡金属前驱体溶液逐滴加入载体浆料中进行搅拌反应，得到共浸浆料；
具体的，将过渡金属前驱体溶液逐滴加入载体浆料中进行反应的反应时间为6h，搅拌速率为400r/min，反应温度为80摄氏度。
S15、对共浸浆料进行干燥及焙烧处理，得到过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末。
具体的，共浸浆料设置在真空干燥箱中干燥进行干燥处理，且干燥后的共浸浆料设置在惰性气体环境中进行焙烧处理，其中，在真空干燥箱中干燥24h，干燥温度为60摄氏度，干燥过程中保持浆料均匀分布，防止结块。
此外，焙烧的温度为500度，升温速率为4摄氏度每分钟，煅烧时间为3h；环境气氛为惰性气体氛围（氮气），以确保铂和过渡金属在载体上形成稳定的活性相。
S2、将过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末与粘结剂（如聚乙烯醇）及溶剂（如去离子水）混合，通过搅拌均匀得到催化剂浆料；其中，调整浆料的粘度和固含量，使其适合后续的涂覆或成型工艺。
S3、将催化剂浆料涂覆在基体载体上，通过干燥及焙烧处理后，得到铂基催化剂。
作为优选实施方式，将催化剂浆料涂覆在基体载体上，通过干燥及焙烧处理后，得到铂基催化剂包括以下步骤：
S31、对基体载体进行清洗和干燥处理；
具体的，基体载体为陶瓷载体或金属载体，其中，对基体载体进行干燥处理的方式一般选择自然干燥或烘干。
此外，可以选择铁铬铝三元金属相载体作为催化剂的基体载体，涂覆前进行清洗、干燥。
S32、通过喷涂涂覆方式，将催化剂浆料均匀喷涂在基体载体表面上；
其中，涂覆工艺一般使用浸渍涂覆、喷涂涂覆以及刷涂涂覆，本发明中使用喷涂涂覆，使用喷枪将催化剂浆料均匀喷涂在基体表面，喷涂过程中保持喷枪与基体的适当距离和角度。
S33、对涂覆完成的基体载体进行干燥机焙烧处理，得到铂基催化剂。
其中，涂覆后将基体载体放置在环境中，进行初步干燥，使浆料固定在基体载体表面，后在氮气氛围中500摄氏度，焙烧12h得到催化剂成品。
为了更清楚的理解本发明的上述技术方案，以下通过具体实施例对本发明的上述方案进行详尽的说明。
实施例1
一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.01mol硝酸铂加入到50mL去离子水中，于常温下以300r/min搅拌至溶解，得到铂前驱体溶液；
步骤二、将0.0025mol硝酸钴加入到50mL去离子水中，于常温下以300r/min搅拌至溶解，得到钴前驱体溶液；
步骤三、将0.005mol 氧化铝加入铂前驱体溶液中，在室温下以400r/min搅拌4h，以确保铂前驱体均匀分布在载体上，得到载体浆料；
步骤四、将钴前驱体溶液逐滴加入步骤三得到的载体浆料中，在80摄氏度下以400r/min搅拌6h，以确保充分反应，得到共浸浆料；
步骤五、将步骤四中得到的共浸浆料置于真空干燥箱中干燥24h，干燥温度为60摄氏度，干燥过程中保持浆料均匀分布，防止结块，得到前驱体粉末；
步骤六、将经过干燥后的前驱体粉末进行焙烧制得过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末；
步骤七、将经过干燥后前驱体粉末进行焙烧制得过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末焙烧的过程温度为500度，升温速率为4摄氏度每分钟，煅烧时间为3h；环境气氛为惰性气体氛围（氮气），以确保铂和过渡金属在载体上形成稳定的活性相；
步骤八、将焙烧后的过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末与适量的粘结剂（如聚乙烯醇，0.01mol）、溶剂（如去离子水，100mL）混合，搅拌均匀，制备成催化剂浆料；
步骤九、选择铁铬铝三元金属相载体作为催化剂的基体载体，将步骤八中的催化剂浆料均匀涂覆在载体上，基体载体尺寸为42mm直径，60mm高的圆柱；
步骤十、对涂覆完成的基体载体进行干燥、焙烧后得到铂基催化剂成品，焙烧过程为在氮气氛围中500摄氏度，焙烧12h。
实施例2
一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.01mol硝酸铂加入到50mL去离子水中，于常温下以300r/min搅拌至溶解，得到铂前驱体溶液；
步骤二、将0.0025mol硝酸镍加入到50mL去离子水中，于常温下以300r/min搅拌至溶解，得到镍前驱体溶液；
步骤三、将0.005mol 氧化铝加入铂前驱体溶液中，在室温下以400r/min搅拌4h，以确保铂前驱体均匀分布在载体上；
步骤四、将镍前驱体溶液逐滴加入步骤三得到的载体浆料中，在80摄氏度下以400r/min搅拌6h，以确保充分反应，得到共浸浆料；
步骤五、将步骤四中得到的共浸浆料置于真空干燥箱中干燥24h，干燥温度为60摄氏度，干燥过程中保持浆料均匀分布，防止结块，得到前驱体粉末；
步骤六、将经过干燥后前驱体粉末进行焙烧制得过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末；
步骤七、将经过干燥后前驱体粉末进行焙烧制得过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末焙烧的过程温度为500度，升温速率为4摄氏度每分钟，煅烧时间为3h；环境气氛为惰性气体氛围（氮气），以确保铂和过渡金属在载体上形成稳定的活性相；
步骤八、将焙烧后的过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末与适量的粘结剂（如聚乙烯醇，0.01mol）、溶剂（如去离子水，100mL）混合，搅拌均匀，制备成催化剂浆料；
步骤九、选择铁铬铝三元金属相载体作为催化剂的基体载体，将步骤八中的催化剂浆料均匀涂覆在载体上，基体载体尺寸为42mm直径，60mm高的圆柱；
步骤十、对涂覆完成的基体载体进行干燥、焙烧后得到催化剂成品，焙烧过程为在氮气氛围中500摄氏度，焙烧12h。
实施例3
一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.01mol硝酸铂加入到50mL去离子水中，于常温下以300r/min搅拌至溶解，得到铂前驱体溶液；
步骤二、将0.0025mol硝酸钴和0.0025mol硝酸镍加入到50mL去离子水中，于常温下以300r/min搅拌至溶解，得到钴镍前驱体溶液；
步骤三、将0.005mol 氧化铝加入铂前驱体溶液中，在室温下以400r/min搅拌4h，以确保铂前驱体均匀分布在载体上；
步骤四、将钴镍前驱体溶液逐滴加入步骤三得到的载体浆料中，在80摄氏度下以400r/min搅拌6h，以确保充分反应，得到共浸浆料；
步骤五、将步骤四中得到的共浸浆料置于真空干燥箱中干燥24h，干燥温度为60摄氏度，干燥过程中保持浆料均匀分布，防止结块，得到前驱体粉末；
步骤六、将经过干燥后前驱体粉末进行焙烧制得过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末；
步骤七、将经过干燥后前驱体粉末进行焙烧制得过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末焙烧的过程温度为500度，升温速率为4摄氏度每分钟，煅烧时间为3h；环境气氛为惰性气体氛围（氮气），以确保铂和过渡金属在载体上形成稳定的活性相；
步骤八、将焙烧后的过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末与适量的粘结剂（如聚乙烯醇，0.01mol）、溶剂（如去离子水，100mL）混合，搅拌均匀，制备成催化剂浆料；
步骤九、选择铁铬铝三元金属相载体作为催化剂的基体载体，将步骤八中的催化剂浆料均匀涂覆在载体上，基体载体尺寸为42mm直径，60mm高的圆柱；
步骤十、对涂覆完成的基体载体进行干燥、焙烧后得到催化剂成品，焙烧过程为在氮气氛围中500摄氏度，焙烧12h。
实施例4
一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.02mol硝酸铂加入到50mL去离子水中，于常温下以300r/min搅拌至溶解，得到铂前驱体溶液；
步骤二、将0.0025mol硝酸钴和0.0025mol硝酸镍加入到50mL去离子水中，于常温下以300r/min搅拌至溶解，得到钴镍前驱体溶液；
步骤三、将0.005mol 氧化铝加入铂前驱体溶液中，在室温下以400r/min搅拌4h，以确保铂前驱体均匀分布在载体上；
步骤四、将钴镍前驱体溶液逐滴加入步骤三得到的载体浆料中，在80摄氏度下以400r/min搅拌6h，以确保充分反应，得到共浸浆料；
步骤五、将步骤四中得到的共浸浆料置于真空干燥箱中干燥24h，干燥温度为60摄氏度，干燥过程中保持浆料均匀分布，防止结块，得到前驱体粉末；
步骤六、将经过干燥后前驱体粉末进行焙烧制得过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末；
步骤七、将经过干燥后前驱体粉末进行焙烧制得过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末焙烧的过程温度为500度，升温速率为4摄氏度每分钟，煅烧时间为3h；环境气氛为惰性气体氛围（氮气），以确保铂和过渡金属在载体上形成稳定的活性相；
步骤八、将焙烧后的过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末与适量的粘结剂（如聚乙烯醇，0.01mol）、溶剂（如去离子水，100mL）混合，搅拌均匀，制备成催化剂浆料；
步骤九、选择铁铬铝三元金属相载体作为催化剂的基体载体，将步骤八中的催化剂浆料均匀涂覆在载体上，基体载体尺寸为42mm直径，60mm高的圆柱；
步骤十、对涂覆完成的基体载体进行干燥、焙烧后得到催化剂成品，焙烧过程为在氮气氛围中500摄氏度，焙烧12h。
实施例5
一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.03mol硝酸铂加入到50mL去离子水中，于常温下以300r/min搅拌至溶解，得到铂前驱体溶液；
步骤二、将0.0025mol硝酸钴和0.0025mol硝酸镍加入到50mL去离子水中，于常温下以300r/min搅拌至溶解，得到钴镍前驱体溶液；
步骤三、将0.005mol 氧化铝加入铂前驱体溶液中，在室温下以400r/min搅拌4h，以确保铂前驱体均匀分布在载体上；
步骤四、将钴镍前驱体溶液逐滴加入步骤三得到的载体浆料中，在80摄氏度下以400r/min搅拌6h，以确保充分反应，得到共浸浆料；
步骤五、将步骤四中得到的共浸浆料置于真空干燥箱中干燥24h，干燥温度为60摄氏度，干燥过程中保持浆料均匀分布，防止结块，得到前驱体粉末；
步骤六、将经过干燥后前驱体粉末进行焙烧制得过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末；
步骤七、将经过干燥后前驱体粉末进行焙烧制得过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末焙烧的过程温度为500度，升温速率为4摄氏度每分钟，煅烧时间为3h；环境气氛为惰性气体氛围（氮气），以确保铂和过渡金属在载体上形成稳定的活性相；
步骤八、将焙烧后的过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末与适量的粘结剂（如聚乙烯醇，0.01mol）、溶剂（如去离子水，100mL）混合，搅拌均匀，制备成催化剂浆料；
步骤九、选择铁铬铝三元金属相载体作为催化剂的基体载体，将步骤八中的催化剂浆料均匀涂覆在载体上，基体载体尺寸为42mm直径，60mm高的圆柱；
步骤十、对涂覆完成的基体载体进行干燥、焙烧后得到催化剂成品，焙烧过程为在氮气氛围中500摄氏度，焙烧12h。
对比例1
一种铂基催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.01mol硝酸铂加入到50mL去离子水中，于常温下以300r/min搅拌至溶解，得到铂前驱体溶液；
步骤二、将0.005mol 氧化铝加入铂前驱体溶液中，在室温下以400r/min搅拌4h，以确保铂前驱体均匀分布在载体上，得到载体浆料；
步骤三、将步骤二中得到的载体浆料置于真空干燥箱中干燥24h，干燥温度为60摄氏度，干燥过程中保持浆料均匀分布，防止结块，得到前驱体粉末；
步骤四、将经过干燥后前驱体粉末进行焙烧制得催化剂粉末，焙烧的过程温度为500度，升温速率为4摄氏度每分钟，煅烧时间为3h；环境气氛为惰性气体氛围（氮气）；
步骤五、将焙烧后的催化剂粉末与适量的粘结剂（如聚乙烯醇，0.01mol）、溶剂（如去离子水，100mL）混合，搅拌均匀，制备成催化剂浆料；
步骤六、选择铁铬铝三元金属相基体载体作为催化剂载体，将步骤八中的催化剂浆料均匀涂覆在基体载体上，载体尺寸为42mm直径，60mm高的圆柱；
步骤七、干燥、焙烧后得到铂基催化剂成品，焙烧过程为在氮气氛围中500摄氏度，焙烧12h。
对比例2
一种铂基催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将0.02mol硝酸铂加入到50mL去离子水中，于常温下以300r/min搅拌至溶解，得到铂前驱体溶液；
步骤二、将0.005mol 氧化铝加入铂前驱体溶液中，在室温下以400r/min搅拌4h，以确保铂前驱体均匀分布在载体上，得到载体浆料；
步骤三、将步骤二中得到的载体浆料置于真空干燥箱中干燥24h，干燥温度为60摄氏度，干燥过程中保持浆料均匀分布，防止结块，得到前驱体粉末；
步骤四、将经过干燥后前驱体粉末进行焙烧制得催化剂粉末，焙烧的过程温度为500度，升温速率为4摄氏度每分钟，煅烧时间为3h；环境气氛为惰性气体氛围（氮气）；
步骤五、将焙烧后的催化剂粉末与适量的粘结剂（如聚乙烯醇，0.01mol）、溶剂（如去离子水，100mL）混合，搅拌均匀，制备成催化剂浆料；
步骤六、选择铁铬铝三元金属相基体载体作为催化剂载体，将步骤八中的催化剂浆料均匀涂覆在基体载体上，载体尺寸为42mm直径，60mm高的圆柱；
步骤七、干燥、焙烧后得到铂基催化剂成品，焙烧过程为在氮气氛围中500摄氏度，焙烧12h。
具体而言，根据上述实施例1-5和对比例1-2制备而成的铂基催化剂进行烟气测试，具体如下：
本发明中的烟气主要是指餐饮过程中产生的油烟，包括颗粒物（PMs）与可挥发性有机物（VOCs），测试中使用的烟气为小炒黄牛肉在炒菜过程中产生的烟气，利用自主设计的固定床装置进行烟气催化氧化性能测试，氧化产物采用气相色谱-质谱联用（GCMS）进行定性定量测试。测试中部分代表物质（主要是颗粒物与部分有毒气体（选取甲醇、甲苯、乙醛为代表物质））的转化率与温度的曲线如图2-5所示。
从测试结果来看，双金属掺杂（钴、镍）比单金属掺杂对催化剂催化性能提升效果更显著；铂的含量与催化性能呈现正相关；掺杂后比不掺杂时的铂基催化剂性能要更为优异。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种由过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法制备得到的铂基催化剂在消除烟气中的应用。
综上，借助于本发明的上述技术方案，本发明通过将铂前驱体与过渡金属前驱体溶液共同浸渍载体，随后进行干燥和焙烧处理，获得具有高活性和高稳定性的过渡金属掺杂铂基催化剂，与传统方法相比，该方法不仅工艺简单、时间短，而且催化剂在处理餐饮油烟中的复杂颗粒物和挥发性有机物时表现出卓越的性能，具有广阔的应用前景。本发明制备的过渡金属掺杂的铂基催化剂因其在处理复杂颗粒物和挥发性有机物方面表现出的优异性能而受到广泛关注，掺杂过渡金属不仅可以提高催化剂的活性和稳定性，还能显著降低铂的用量，从而降低成本，特别是镍、钴、锰等过渡金属的掺杂，可以有效改善铂基催化剂的抗烧结和抗中毒性能，同时增强其在低温条件下的催化活性。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法，其特征在于，该过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法包括以下步骤：
S1、利用浸渍法制备过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末；
S2、将过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末与粘结剂及溶剂混合，通过搅拌均匀得到催化剂浆料；
S3、将催化剂浆料涂覆在基体载体上，通过干燥及焙烧处理后，得到铂基催化剂；
所述利用浸渍法制备过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末包括以下步骤：
S11、将铂盐溶解在去离子水中，通过搅拌均匀得到铂前驱体溶液；
S12、将过渡金属盐溶解在去离子水中，通过搅拌均匀得到过渡金属前驱体溶液；
S13、将载体材料浸润在铂前驱体溶液中，通过搅拌均匀得到载体浆料；
S14、将过渡金属前驱体溶液逐滴加入载体浆料中进行搅拌反应，得到共浸浆料；
S15、对共浸浆料进行干燥及焙烧处理，得到过渡金属掺杂的铂基催化剂粉末。
2.根据权利要求1所述的一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法，其特征在于，所述铂盐中铂的含量在0.01mol/L-0.03mol/L之间。
3.根据权利要求2所述的一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法，其特征在于，所述过渡金属盐的盐溶液浓度不低于0.005mol/L。
4.根据权利要求2所述的一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法，其特征在于，所述载体材料浸润在铂前驱体溶液中的搅拌时间为4h，搅拌速率为400r/min，搅拌温度为室温。
5.根据权利要求2所述的一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法，其特征在于，所述将过渡金属前驱体溶液逐滴加入载体浆料中进行反应的反应时间为6h，搅拌速率为400r/min，反应温度为80摄氏度。
6.根据权利要求2所述的一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法，其特征在于，所述共浸浆料设置在真空干燥箱中干燥进行干燥处理，且干燥后的共浸浆料设置在惰性气体环境中进行焙烧处理。
7.根据权利要求1所述的一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法，其特征在于，所述将催化剂浆料涂覆在基体载体上，通过干燥及焙烧处理后，得到铂基催化剂包括以下步骤：
S31、对基体载体进行清洗和干燥处理；
S32、通过喷涂涂覆方式，将催化剂浆料均匀喷涂在基体载体表面上；
S33、对涂覆完成的基体载体进行干燥机焙烧处理，得到铂基催化剂。
8.根据权利要求7所述的一种过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法，其特征在于，所述基体载体为陶瓷载体或金属载体。
9.一种由权利要求1-8任一项所述的过渡金属掺杂的铂基催化剂的制备方法制备得到的铂基催化剂在消除烟气中的应用。
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