本申请公开了一种基于光热耦合亚临界技术制备金属粒高度分散锚固催化剂的方法及应用;本技术催化剂的制备方法是:将金属盐与载体材料均匀分散于超纯水中后,将其转移至光热耦合反应器并密封;在加热、加压和可见光照射的条件下,形成亚临界流体;高温环境使得金属粒子的分散度得到显著提升,而高压与光照的共同作用则加强了载体与纳米颗粒间的相互作用,从而提高了催化剂的锚固稳定性。相较于传统的光沉积化学法,本发明方法制备的催化剂在分散性和稳定性方面具有明显优势,并且在生物质催化氧化、灭菌反应等领域展现出卓越的催化性能。
背景技术
在催化技术领域,催化剂的分散性和锚固性是影响催化性能的关键因素之一。传统的催化剂制备方法存在催化剂颗粒团聚、分散不均匀、锚固不牢固等问题,导致催化效率降低、重复利用性差。因此,开发一种制备金属粒高度分散锚固催化剂的新方法具有重要意义。
目前,金属负载型催化剂的制备方法多种多样,包括物理混合法、化学沉淀法、溶胶-凝胶法、浸渍法等。然而,这些方法在制备金属粒高度分散锚固催化剂时存在不同程度的局限性。例如,物理混合法和浸渍法虽然简单,但难以保证催化剂颗粒的均匀分散;化学沉淀法虽然可以制备出较为均匀的催化剂颗粒,但往往存在锚固不牢固的问题;溶胶-凝胶法虽然能够制备出高度分散的催化剂,但制备过程往往需要高温煅烧。
在亚临界条件下的高温高压流体具有优异的溶解能力和传质性能。利用亚临界流体的这些特性,可以在催化剂制备过程中实现金属粒的高度分散和有效锚固。光热耦合技术是一种将光能与热能相结合的新型技术,通过光热效应可以显著提高反应体系的温度和能量密度,进而加速化学反应的进行。将光热耦合技术引入亚临界水体系中,可以进一步提升催化剂制备过程中的分散效果和锚固强度。光热耦合亚临界技术不仅能够利用光能的非接触加热特性,避免传统加热方式可能带来的热应力集中和局部过热问题,还能通过光化学反应的促进作用,增强金属粒在催化剂载体上的锚固效果。
实现思路