催化剂、制备方法、催化增强方法、净化装置与流程

本发明涉及一种催化剂领域，特别是涉及一种催化剂、制备方法、催化增强方法、净化装置。

背景技术：

贵金属(如铂、钌、铱)或贵金属合金颗粒形貌的多面体化是目前普遍使用的稳定贵金属(如铂、钌、铱)或贵金属合金催化剂的方法之一，如构筑铂的多面体结构，通过多面体化改变贵金属(如铂、钌、铱)或贵金属合金颗粒表面的晶面，从而稳定贵金属(如铂、钌、铱)或贵金属合金催化剂。

现有技术的缺点是制备方法复杂、制备成本高、贵金属(如铂、钌、铱)或贵金属合金颗粒粒径大导致比质量性能下降，其容易团聚、脱落。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种催化剂、制备方法、催化增强方法、净化装置，用于解决现有技术中催化效果不好的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种催化剂，包括：

内核，所述内核包括贵金属或者贵金属合金，所述内核用于发生催化反应；

至少一层包覆层，所述包覆层包覆在在所述内核上；

所述包覆层由光敏材料制成。

可选的，各个所述包覆层的总厚度在0.2nm-2nm之间。

可选的，所述内核的直径在1nm-50nm之间。

可选的，所述内核包括单颗粒的或者多颗粒的所述贵金属或者贵金属合金。

可选的，所述包覆层包括氧化钛、氧化铁、硫化镉、硒、硫化铝、硫化铅、硫化铋、氧化硅、氧化铜中的一种或者多种。

可选的，所述包覆层上设有通孔。

催化剂的制备方法，

所述包覆层包括氧化钛；

准备贵金属纳米颗粒或者贵金属合金纳米颗粒；

将贵金属纳米颗粒或者贵金属合金纳米颗粒放入到钛盐溶液中，然后烘干或者烧结使得所述贵金属纳米颗粒或者贵金属合金纳米颗粒的表面形成氧化钛。

可选的，所述包覆层包括氧化铁；

准备贵金属纳米颗粒或者贵金属合金纳米颗粒；

将贵金属纳米颗粒或者贵金属合金纳米颗粒放入到铁盐溶液中，然后烘干或者烧结使得所述贵金属纳米颗粒或者贵金属合金纳米颗粒的表面形成氧化铁。

一种催化增强方法，至少包括如下步骤：

催化反应中，将光照射向所述催化剂，所述催化剂的内核包括贵金属或者贵金属合金，所述催化剂的包覆层为光敏材料。

一种净化装置，用于处理废气处理，所述净化装置包括：

多孔陶瓷载体，所述多孔陶瓷载体表面覆盖所述的催化剂。

如上所述，本发明的催化剂、制备方法、催化增强方法、净化装置，至少具有以下有益效果：通过光敏材料包覆贵金属或者贵金属合金纳米颗粒，通过光子和包覆材料的光电转换，给贵金属提供了还原环境，避免了贵金属(如铂、钌、铱)或贵金属合金颗粒的离子化，起了到稳定贵金属的作用。光子、包覆材料和贵金属的协同效应增强催化剂在化学过程中的活性。包覆层能够保护贵金属(如铂、钌、铱)或贵金属合金颗粒，使其分散避免其团聚、脱落，从而增加催化稳定性。

附图说明

图1显示为本发明的催化剂的一种实施方式示意图。

图2显示为本发明的催化剂的一种实施方式示意图。

元件标号说明

1内核

2包覆层

21通孔

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。

请参阅图2，本实施例中，本发明提供一种催化剂，包括：

内核1，所述内核1包括贵金属或者贵金属合金，贵金属可以为铂、钌、铱等，贵金属合金可以为如铂合金、钌合金、铱合金；

所述内核1用于发生催化反应；

一层包覆层2，所述包覆层2包覆在在所述内核1上；

所述包覆层2由光敏材料制成。

请参阅图2，本实施例中，请参阅图1，本实施例中，包覆层2至少有两层。

通过光子和包覆材料的光电转换，给贵金属提供了还原环境，避免了贵金属(如铂、钌、铱)或贵金属合金颗粒的离子化，起了到稳定贵金属的作用。光子、包覆材料和贵金属的协同效应增强催化剂在化学过程中的活性。包覆层2能够保护贵金属(如铂、钌、铱)或贵金属合金颗粒，使其分散避免其团聚、脱落，从而增加催化稳定性。

请参阅图2，本实施例中，各个所述包覆层2的总厚度在0.2nm-2nm之间。包覆层2的总厚度可以为0.2nm，0.5nm，1nm，1.5nm，2nm等。

亚纳米或者纳米尺寸的包覆层保证了材料的导电子性能。包覆层厚度过大会阻碍电荷和反应物分子的传质，降低催化效率；包覆层厚度过小会造成包覆层的结构不稳定，起不到强化催化效果的作用。

请参阅图2，本实施例中，所述内核1的直径在1nm-50nm之间。内核1的直径可以为1nm，10nm，20nm，40nm，50nm等。

请参阅图2，本实施例中，所述内核1包括单颗粒的或者多颗粒的所述贵金属或者贵金属合金。

请参阅图2，本实施例中，所述包覆层2包括氧化钛、氧化铁、硫化镉、硒、硫化铝、硫化铅、硫化铋、氧化硅、氧化铜中的一种。

请参阅图2，本实施例中，所述包覆层2包括氧化钛、氧化铁、硫化镉、硒、硫化铝、硫化铅、硫化铋、氧化硅、氧化铜中的两种或者两种以上。

请参阅图2，本实施例中，所述包覆层2上设有通孔21。设置通孔时，在包覆层2的厚度大于2nm时，其由于通孔21的存在，其仍然能够有效产生催化作用，且同时达到物理隔离的效果，避免团聚。

以上任一实施例的催化剂的制备方法，

所述包覆层2包括氧化钛；

准备贵金属纳米颗粒或者贵金属合金纳米颗粒；

将贵金属纳米颗粒或者贵金属合金纳米颗粒放入到钛盐溶液中，然后烘干或者烧结使得所述贵金属纳米颗粒或者贵金属合金纳米颗粒的表面形成氧化钛。

本实施例中，所述包覆层2包括氧化铁；

准备贵金属纳米颗粒或者贵金属合金纳米颗粒；

将贵金属纳米颗粒或者贵金属合金纳米颗粒放入到铁盐溶液中，然后烘干或者烧结使得所述贵金属纳米颗粒或者贵金属合金纳米颗粒的表面形成氧化铁。

一种催化增强方法，至少包括如下步骤：

催化反应中，将光照射向所述催化剂，所述催化剂的内核1包括贵金属或者贵金属合金，所述催化剂的包覆层2为光敏材料。

一种净化装置，用于处理废气处理，所述净化装置包括：

多孔陶瓷载体，所述多孔陶瓷载体表面覆盖所述的催化剂。

综上所述，本发明通过光敏材料包覆贵金属或者贵金属合金纳米颗粒，通过光子和包覆材料的光电转换，给贵金属提供了还原环境，避免了贵金属(如铂、钌、铱)或贵金属合金颗粒的离子化，起了到稳定贵金属的作用。光子、包覆材料和贵金属的协同效应增强催化剂在化学过程中的活性。包覆层能够保护贵金属(如铂、钌、铱)或贵金属合金颗粒，使其分散避免其团聚、脱落，从而增加催化稳定性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。