技术领域

本发明涉及一种催化剂用纳米粒子的制造方法 及利用其方法的纳米催 化剂制造方法。

背景技术

催化剂是在化学反应中作为反应物质以外的物 质， 在反应前后催化剂 本身不会发生量或质上的变化， 能保留与反应前同样的状态， 只对化学反 应速度产生变化的一种物质。 初期的催化领域都集中在化学工程领域中， 但最近， 能广泛的应用到汽车尾气净化， 发电厂的脱氮等公害防止， 燃料 电池， 氢气等未来能源的开发， 做料理用烤箱， 炉灶等领域， 并且其需要 日益增长。 如电子、 生物技术、 新材料、 新能源等多种高新技术， 通过多 种技术开发及应用上的不断发展， 目前催化剂领域也被评为核心高新技术 要素。

纳米催化剂领域被认定为能解决由高度产业化 而造成的能源枯竭及由 以往的化学燃料利用而导致的环境污染等问题 的下一代技术。 纳米催化剂 是具有化学反应活性， 有纳米大小的物质， 在能源转换、 光催化剂、 绿色 化学、 环境、 生体模仿技术、 分子印刷技术等多种领域上不断进行对纳米 催化剂的研究。 在化学反应上， 反应速度是随着温度、 压力、 浓度、 冲突 次数、 表面积、 活性化能源等多种条件的变化而变， 为其反应速度， 经常 使用催化剂。 在化学反应中纳米催化剂的作用是增加反应速 度的同时在多 种反应物中促进目标反应物的形成。

纳米催化剂一般由为实际反应贡献的催化剂原 材料和能够支持催化剂 的载体构成。 为增加化学反应速度， 纳米催化剂材料必须具备较大的表面 积， 从而使催化剂材料能够均匀分布在载体上。 因此， 能够促进纳米催化 剂具备较大的表面积形成均匀分布的就是载体 。 精细化学领域及石油化学 领域中经常使用的载体主要有活性炭和氧化铝 等。 在选定载体时最重要的 是在多种载体中能够选定最适合于各个化学反 应的载体。

以贵金属为催化剂材料， 以活性炭为载体的纳米催化剂的主要应用领 域都有精细化学领域及燃料电池领域等。 贵金属 /活性炭催化剂的制造大部 分都是用化学方法来制造。 如图 1 所示， 化学方法的纳米粒子制造都有沉 淀液相还原（PL , Precipitation Liquid reduction)、 沉淀气相还原（PG， Precipitation Gas reduction) 吸附液相还原 (AL， Adsorption Liquid reduction) 吸附气相还原 CAG， Adsorption Gas reduction) 等，贵金属盐主要是 HAuCl ₄ 、 AuCl ₃ 、 KAu(CN) ₂ 、 Organo metallic precursor、 H ₂ PtCl ₆ 、 Pt(N0 ₂ ) ₂ (N¾) ₂ 、 PtCl ₂ 、 RuCl ₃ 等。 还原剂经常使用 LiBH ₄ 、 NaB¾或容易混合在水中的酒精类。 用 化学方法制造催化剂需要经过复杂的工艺， 因为在每一个工艺的后续工艺 中使用的多种添加剂， 所以很难取出纯纳米粒子， 很难控制纳米粒子的形 态， 而且工艺后发生的副产物会导致环境污染。

利用以往的纳米粒子化学制造方法时， 要制造出在一个载体上附着两 种以上催化剂的载体， 得有能同时使用两种以上纳米材料的有机化合 物。 但是因为各个金属有机化合物的分解温度或其 化学组成具有不同的特性， 所以能共同使用于不同纳米材料的有机化学物 极其少。 用物理方式制造纳 米催化剂时， 由于不适用金属有机化学物， 因此可以包含多种纳米粒子， 并且也可以制造出多技能的催化剂。 用化学方法制造催化剂的工艺中， 会 残留一些盐酸离子、 硝酸离子、 有机金属化学物的分解物等多种不纯物的 载体， 所以还需要洗洁工艺。 如此， 纳米粒子的化学制造方法存在着复杂， 工艺中 高价化学试剂污染， 无法制造纳米合金等缺 陷， 要解决此问题， 需要物理方式的纳米粒子制造方法。 利用物理方式的 纳米催化剂制造方式， 既可制造高纯度， 高效率纳米催化剂， 可减少纳米 材料的使用量， 也可制造出亲环境的纳米催化剂等。 发明内容

为解决上述技术问题， 本发明的目的在于提供一种纳米粒子催化剂的 制造方法， 利用以物理方式制造出的纳米粒子， 把贵金属纳米粒子附着在 活性炭载体上的方法， 可用于制造精细化学用及燃料电池用贵金属纳 米催 化剂。

为达到上述目的， 本发明提供了一种精细化学或燃料电池用催化 剂的 制造方法， 该方法是在催化剂用载体上负载催化剂用纳米 粒子。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 所述催化剂用纳米粒子是在真 空容器内沉积纳米材料的同时搅拌粉末状、 颗粒状和 /或片状的一次载体进 行沉积， 得到纳米粒子。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 所述催化剂用纳米粒子的贵金 属原材料包括 Au、 Ag、 Pt、 Rh、 Pd、 Ru、 Os、 Re和 Ir等中的一种或两种 以上的元素组成的合金。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 所述催化剂用纳米粒子的过渡 金属类原材料包含 Ti、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Y、 Zr、 Nb、 Mo、 W和 Hf等中的一种或两种以上的元素组成的合金。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 该方法包括： 制造催化剂用纳 米粒子后， 为制造出催化剂， 利用能溶解或分散含有催化剂用纳米粒子的 一次载体的水、 蒸馏水、 酒精、 丙酮、 硝酸、 盐酸、 硫酸、 磷酸、 醋酸、 碳酸、 硼酸、 高氯酸、 氢氧化钠、 氢氧化钾、 氢氧化钙、 氢氧化钡和氨水 等中的一种或两种以上的组合制造含有纳米粒 子的溶液的歩骤。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 作为为制造催化剂的后续工艺 歩骤， 以提高纳米粒子的分散度， 使纳米粒子吸附在二次载体上为目的， 所述后续工艺歩骤包括使用搅拌机、 超声震荡装置和超声分散机等中的一 种或两种以上的组合对含有纳米粒子的溶液进 行搅拌。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 为增加纳米粒子分散度的同时 增加含有纳米粒子的溶液溶解度， 所述后续工艺歩骤包括对含有纳米粒子 的溶液进行加热。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 制造催化剂的后续工艺歩骤包 括将吸附了纳米粒子的二次载体从混合溶液中 过滤分离。 其中， 所述过滤 用过滤器可以包括纸、 高分子材料、 金属和陶瓷材料等中的一种或两种以 上的组合制成的过滤器。 所述过滤包括利用减压或加压式的过滤方法。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 以增加二次载体与纳米催化剂 粒子之间的吸附力或分布均一的纳米粒子为目 的， 制造催化剂的后续工艺 歩骤包括利用物理方法或化学方法在二次载体 的表面上进行前处理。 其中， 所述二次载体的前处理的方法包括热处理、 等离子处理、 离子束处理、 臭 氧处理、 酸性化学药品和碱性化学药品处理方法等中的 一种或两种以上的 组合。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 后续工艺歩骤中使用的二次载 体是活性炭或炭黑等。 其中， 所述二次载体的比表面积在 50m ² /g 到 5000m ² /g。 所述二次载体的粒径在 lOOnm到 50mm。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 以催化剂的质量计， 在所述催 化剂中， 纳米粒子的质量含量为 lppm到 80%。

本发明提供的催化剂用纳米粒子及纳米催化剂 的制造方法， 可以包括 以下歩骤：

在真空容器内沉积纳米材料的同时搅拌粉末状 (powder：)、颗粒状 (pellet) 和 /或片状 (chip)的一次载体；

制造催化剂用纳米粒子后， 混合含有催化剂用纳米粒子的一次载体和 用作催化剂载体的二次载体， 利用后续工艺歩骤制造催化剂。

本发明提供的上述制造方法是采用物理方法的 ， 包含沉积源的催化剂 用纳米粒子制造方法。 在上述制造方法中， 优选地， 制造催化剂用纳米粒 子的沉积方法包括利用热蒸发 （Thermal Evaporation) 装置、 电子束蒸发 (E-beam Evaporation) 装置、 直流溅射 （DC Sputtering, DCS ) 装置、 射 频溅射 （RF Sputtering, RFS ) 装置、 中频溅射 （Middle Frequency, MF) 装置、微波溅射（Microwave)装置、双磁控溅射� �Dual Magnetron Sputtering) 装置、离子束溅射（Ion Beam Sputtering, IBS )装置、分子束外延（Molecular Beam Epitaxy, MBE) 装置、 电弧放电 （Arc Discharge Process) 装置、 激 光烧蚀（Laser Ablation)装置和 /或离子镀（Ion Plating)沉积装置等进行沉 积的方法。 本发明中优选利用直流溅射装置进行沉积。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 所述搅拌 （为制造出催化剂用 纳米粒子而使用的搅拌方法） 是在真空容器内， 采用以载体的搅拌为目的 而制作的搅拌装置进行搅拌的方式， 包括利用水平或垂直搅拌轴进行搅拌。 本发明中优选采用垂直搅拌的装置 （如图 3 ) 制造纳米粒子。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 所述催化剂的原材料包括 Au、

Ag、 Pt、 Rh、 Pd、 Ru、 Os、 Re和 Ir等中的一种， 或者由其中的两种以上 的元素组成的合金。 本发明提供的上述方法是利用催化剂的原材料 一一贵 金属类即 Au、 Ag、 Pt、 Rh、 Pd、 Ru、 Os、 Re、 Ir等或在其元素中由两个 以上元素组成的合金， 金属类等材料， 制造催化剂用纳米粒子的方法。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 利用转移金属类催化剂原材料 即 Ti、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Y、 Zr、 Nb、 Mo、 W和 Hf等 中的一种， 或由其中两种以上的元素组成的合金， 制造催化剂用纳米粒子 的方法。 本发明提供的上述制造方法是： 利用转移金属类催化剂原材料即 上述各种元素或由其中两个以上元素而组成的 合金， 制造催化剂用纳米粒 子的方法。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 该方法包括： 制造催化剂用纳 米粒子后， 为制造出催化剂， 利用能溶解或分散含有催化剂用纳米粒子的 一次载体的液体 （或者说化学药品） 中的一种或一种以上的组合制造含有 纳米粒子的溶液的歩骤， 上述液体可以是能溶解或分散含有纳米粒子的 一 次载体的水、 蒸馏水、 酒精、 丙酮等溶液或硝酸 (ΗΝ0 ₃ ;>、 盐酸HCl 硫酸 ¾S0 ₄ 、 磷酸 (¾P0 ₄ )、 醋酸 (C¾COOH)、 碳酸 (¾C0 ₃ )、 硼酸 (¾B0 ₃ )、 高 氯酸 (HC10 ₄ )等酸性化学药品或氢氧化钠 (NaOH：)、 氢氧化钾 (KOH：)、 氢氧化 钙 (Ca(OH) ₂ )、氢氧化钡 (Ba(OH) ₂ )、氨水 (ΝΗ ₃ ·Η ₂ 0)等碱性化学药品或含其中 一个以上的化学药品。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 作为为制造催化剂的后续工艺 歩骤， 以提高纳米粒子的分散度， 使纳米粒子吸附在二次载体上为目的， 所述后续工艺歩骤包括使用搅拌机、 超声震荡装置 （Ultmsomc) 和超声分 散机（Ultrasonic Homogenizer)中的一种或一种以上的组合对含有纳 米粒子 的溶液进行搅拌。 更优选地， 为增加纳米粒子分散度的同时增加含有纳米 粒子的溶液溶解度， 后续工艺歩骤包括对含有纳米粒子的溶液进行 加热。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 制造催化剂的后续工艺歩骤， 包括一次载体， 二次载体及从含有催化剂的溶液中分离催化剂 的过滤工艺， 即制造催化剂的后续工艺歩骤包括将催化剂从 含有催化剂的溶液中过滤分 离。 其中， 所采用的过滤器是利用被用于过滤过程的用纸 ， 金属， 高分子， 陶瓷等材料制作的过滤器的过滤工艺或利用此 类过滤材料而制作的平面， 3 次元形象， 柱状形象的过滤器， 即用于过滤的过滤器是用纸、 金属、 高分 子或陶瓷材料制作的过滤器或利用纸、 金属、 高分子或陶瓷材料制作的平 面状、 或者柱状的过滤器。 过滤用过滤器材料， 纸、 高分子、 金属、 陶瓷、 或由其中两项组合而构成的过滤用过滤器。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 所述过滤方式包括利用减压或 加压方式的过滤方法。 即作为一种过滤方式， 包括利用减压或加压方式的 过滤方法。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 以增加二次载体与纳米催化剂 粒子之间的吸附力或分布均一的纳米粒子为目 的， 制造催化剂的后续工艺 歩骤包括利用物理方法或化学方法在二次载体 的表面上进行前处理。 在本发明提供的上述方法中， 优选地， 所述二次载体的前处理的方法 包括热处理、 等离子处理、 离子束处理、 臭氧处理、 酸性化学药品或碱性 化学药品处理方法中的一种或一种以上的组合 。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 该方法可以以活性炭为二次载 体， 用于制造精细化学用或燃料电池用催化剂。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 所述二次载体可以为平均表面 积在 50m ² /g到 5000m ² /g范围内的活性炭或平均粒子大小在 lOOnm到 50mm 范围内的活性炭。

在本发明提供的上述方法中， 优选地， 所述催化剂是在 lppm中纳米粒 子的含量为 80%左右的精细化学用活燃料电池用活性炭催化 剂。

本发明与以往的纳米粒子物理制造方式不同， 是使用纳米粒子制造设 备， 此设备是为实现大量生产而特殊设计的。 因为本发明的纳米粒子制造 工艺是利用以往的真空沉积方法， 所以容易实现多种金属或合金的蒸汽化， 能够在载体上均一的形成高纯度纳米粒子。 本发明中的被使用在物理的纳 米粒子制造装置中的纳米材料沉积装置（ΙΟΟ )有利用热蒸发 Thermal Evaporation)装置， 电子束蒸发 (E-beam Evaporation)装置， 直流溅射 (DC Sputtering, DCS)装置，射频溅射（RF Sputtering, RFS)装置， Middle Frequency (MF)方式的溅射装置，微波（Microwave)方式的溅� ��装置， Dual Magnetron Sputtering装置， 离子束溅射 （Ion Beam Sputtering, IBS) 装置， 分子束外 延（Molecular Beam Epitaxy, MBE)装置， 电弧放电 (Arc Discharge Process) 装置， 激光烧蚀（Laser Ablation)装置， 离子镀（Ion Plating)沉积装置等。 如图 2所示， 本发明中， 使用以物理方式制造的纳米粒子遂行简单的后 处 理工艺， 从而提供制造催化剂的方法， 该方法可以包括纳米粒子制造、 混 合歩骤 （混合工程）、 过滤 /洗涤歩骤 （过滤 /洗涤工程） 和干燥歩骤 （干燥 工程）。 附图说明

图 1是利用活性炭、 以化学方式制造纳米催化剂粒子工艺的示意图 ； 图 2是利用以物理方式制造出的纳米粒子的纳米� �化剂制造工艺的示 意图；

图 3是安装垂直移送方式搅拌机的纳米粒子制造� �备示意图；

图 4是利用本发明中的后续工艺制造的贵金属活� �炭催化剂的纳米粒 子大小及分布度示意图；

图 5是利用本发明制造的 Pd/AC催化剂的催化反应效果比较图。 具体实施方式

以下通过具体实施例详细说明本发明的具体实 施方案和所带来的有益 效果， 旨在帮助阅读者更好地理解本发明的精神实质 ， 但不能理解为对本 发明的实施范围的任何限定。

本发明是关于被用于精细化学及燃料电池用的 催化剂制造方法， 提供 用物理方法制造催化剂用纳米粒子， 在后处理歩骤中利用此纳米粒子， 制 造催化剂的制造方法。

用物理方法在粉末状 (powder：)、 颗粒状 (pellet：)、 片状 (chip)等载体上形 成纳米粒子的方法是在以下专利或文献中已被 多次记载。

[1] High dispersion platinum catalyst by RF sputtering, J. Catal. 83 (1983), p. 477；

[2] High-dispersion d.c. sputtered platinum-titania powder catalyst active in ethane hydrogenolysis, J. Phys. Chem. 93 (1989), p. 1510;

[3] Nanoparticles of gold on γ-Α1203 produced by dc magnetron sputtering. J. Catal. 231 (2005), p.151；

[4] Gold catalysts prepared by coprecipitation for low-temperature oxidation of hydrogen and of carbon monoxide, J. Catal. 115 (1989), p. 301 ;

[5] A technique for sputter coating of ceramic reinforcement particles, Surf. Coat. Technol. 91 (1997), p. 64;

[6] Catalysis by Gold, Catal. Rev.-Sci. Eng. 41 (1999), p. 319；

[7] Gold: a relatively new catalyst, Catal. Today 72 (2002), p. 5;

[8] Surface treatment of aluminum oxide and tungsten carbide powders by ion beam sputter deposition, Surf. Coat. Technol. 163-164 (2003), p. 281；

[9] Gold as a Novel Catalyst in the 21st Century: Preparation, Working Mechanisms and Applications, Gold Bull. 37 (2004), p. 27；

[10] Oxidation of CO on Gold Supported Catalysts Prepared by Laser Vaporization: Direct Evidence of Support Contribution, J. Am. Chem. Soc. 126 (2004), p. 1199；

[11] 公开号为 GB1537839的英国专利申请；

[12] PCT 专利申请 No.US031265(2004);

[13] 韩国专利申请 No.KR100586270;

[14] 美国专利申请 No.US0095189(2005) _;

[15] 韩国专利申请 No.KRlO-2005-0101112;

[16] 美国专利申请 No.US6984404(2006)。

照着在先的专利及文献中提示的方法制造的纳 米粉末制造装备存在着 沉积效率低， 载体的搅拌不均匀， 纳米粒子大小不均匀， 载体所受的外力 增加， 设备的耐久性低等缺陷。 上述的方法是针对载体搅拌方式的纳米粒 子制造设备的， 主要是为研究用或少量生产用而设计， 因此不适于产业大 量生产。

载体粒子接近微米或使用像活性炭等比重非常 低的载体时， 在搅拌过 程中载体散射的现象非常严重。 并且搅拌载体材料时， 转子被曝光到沉积 领域， 在转子上沉积纳米粒子， 从而降低沉积效率。 同时在现有专利或文 献中报告的纳米制造设备存在着就是耐久性低 ， 载体搅拌不均匀， 大量生 产的局限性等很多缺陷。 本发明中， 为解决上述缺陷， 利用了垂直移动方 式纳米粒子制造设备， 该设备的构造如图 3所示。 依照本发明的纳米粒子 制造装置的搅拌结构是以螺线型安装搅拌转子 （303 )， 从而更有效地上下 搅拌载体（200)。搅拌转子（303 )与搅拌组（300)中心部位的旋转轴（302) 连接， 旋转轴 （302 ) 与电机 （301 ) 连接。 随着电机 （301 ) 的转动， 搅拌 转子 （303 ) 旋转， 从而使载体 （200) 从搅拌组 （300 ) 的壁面附近移动到 搅拌组 （300 ) 的中心部附近的下部。 依照本发明的搅拌装置的搅拌转子 (303 ) 如图 3 所示， 搅拌组 （300 ) 的从上到下是以连续的螺线型结构而 造成， 因此能解决以往的纳米粒子制造用装置普遍存 在的耐久性低， 载体 的搅拌不均匀， 载体的粉碎， 载体的过渡飞散等搅拌方式缺陷， 同时可以 本发明中的纳米粒子制造设备的工艺是由纳米 材料及载体材料的选 定， 装纳米材料及， 载体材料装入阶段， 真空排气阶段， 纳米粒子制造（搅 拌 /沉积） 阶段， 撤销真空阶段， 抽取已沉积纳米粒子的载体的阶段构成。 为制造纳米粒子， 首先要选定适合于应用领域的纳米材料和载体 材料， 在 沉积源 (100)上安装纳米材料靶材， 再把载体材料装入到搅拌机里。 真空排 气阶段中， 在大气压状态上， 利用低真空泵实行一次真空排气， 达到最佳 真空度时再利用高真空泵实行二次真空排气。 在做真空排气时， 为有效地 除去载体材料所含有的空气或载体材料之间存 在的空气， 可利用搅拌机， 搅拌搅拌机里的载体材料。 真空排气歩骤结束后， 利用物理方式的沉积源， 进行在支持体上形成纳米粒子的沉积歩骤。 纳米粒子制造歩骤结束之后， 破毁真空组 (304)内的真空， 从搅拌组 (300)里抽取已附着纳米粉末的载体， 这阶段是属于最后一个阶段。 在本发明中， 沉积阶段用控制沉积时间达到 沉积的含量控制， 其质量含量控制在 500ppm-5000ppm。

一次载体可采用粉末状、 颗粒状或片状的平均大小为 0.1μπι-50πιπι 的 固体。 在本发明中， 一次载体优选采用葡萄糖； 二次载体优选采用平均粒 径为 50μπι-200μπι范围的活性炭。

本发明中的纳米粒子制造工艺的另一个优点是 ， 从最终应用制品的构 成材料中挑选被用来载体的材料使用， 从而实现工艺的单纯化， 不添加附 加添加物， 因此是亲环境的， 并且能最佳发挥纳米粉末本有的特性。 根据 上述方法， 在一次载体上形成纳米粒子后， 为制造出精细化学用催化剂或 燃料电池用催化剂使用二次载体。 本发明的催化剂制造工艺是在一次载体 上形成纳米粒子后， 与二次载体相混合并进行后续工艺歩骤， 因此选定一 次载体时要考虑载体的化学特性或物理特性。

本发明包括为制造精细化学用催化剂或燃料电 池用催化剂的后续工艺 歩骤。 催化剂后续制造工艺包括混合阶段， 材料加热 /搅拌阶段， 过滤 /洗涤 阶段， 干燥阶段， 收取 /包装阶段。 根据纳米粒子， 一次载体， 二次载体， 催化反应等种类可省略上述的后续工艺歩骤， 也可追加新的工艺歩骤。 本 发明是把活性炭用作载体的精细化学用催化剂 制造及燃料电池用催化剂制 造的后续工艺为例作说明。

进入材料混合阶段之前， 先选定好适用于精细化学用催化剂或燃料电 池用催化剂领域的纳米粒子及载体。 选定纳米材料和载体材料后， 根据本 发明中提供的纳米粒子制造方法在一次载体上 沉积纳米粒子。 在后处理歩 骤的混合阶段， 混合纳米粒子 /一次载体， 蒸馏水， 二次载体。 一次载体不 具有水溶性时混合能溶解一次载体的溶液或化 学药品溶解一次载体。 测量 一次载体所含的纳米粒子量后， 考虑要制造的催化剂贵金属材料的含量， 决定二次载体的量。 在本发明中， 在一次载体上形成催化剂用纳米粒子后， 使催化剂用纳米粒子从一次载体移动到二次载 体并吸附在二次载体上。 该 歩骤包括使二次载体与含有纳米粒子的溶液相 混合并搅拌。 利用蒸馏水或 其他适当的溶剂充分溶解含纳米粒子的一次载 体， 此时纳米粒子与一次载 体分离。 投入二次载体混合搅拌， 此时纳米粒子吸附在二次载体的表面及 孔隙当中或与二次载体表面的极性官能团进行 结合。 本发明中， 为溶解含 纳米粒子的一次载体葡萄糖， 溶剂可以采用蒸馏水， 混合比例为含纳米粒 子葡萄糖的 0.5倍 -3.0倍。 利用溶液搅拌机搅拌混有纳米粒子的溶液。 同时， 可根据溶液的粘度， 混合材料的特性， 可增加加热溶液的工艺歩骤在搅拌工艺歩骤中 ， 为纳米 粒子的均匀分散，可利用超声震荡装置（Ultras onic) ,超声分散机（Ultrasonic Homogemzer)等装置进行后续工艺歩骤。完成一定� ��间的搅拌工艺歩骤后， 利用过滤装置， 从溶液中分离催化剂， 干燥后再包装。 本发明中， 优选采 用纸过滤器或陶瓷过滤器。

一般情况下， 小纳米粒子的表面积比大粒子的表面积更大， 所以易发 生催化反应， 能增大催化效果。 催化制品中， 对催化效果起最大影响的是 纳米粒子的大小及分布， 要制造高效率催化剂， 最关键是制造大小均匀的 小纳米粒子。如图 4 所示，根据本发明制造出的纳米粒子大小的分 布是 5nm 以下大小的占 90%以上。 利用根据本发明制造出的钯纳米粒子， 通过后续 工艺制造出的催化剂的催化反应结果如图 5所示。 催化反应中被使用的材 料是苯乙酮 （acetophenone) , 化学反应的种类是加氢反应。 苯乙酮在加氢 催化反应下生成乙苯 (ethylbenzene) 禾 Π 苯乙醇 （phenethyl alcohol) , 其中 苯乙醇是此反应的主要产物， 乙苯是反应的副产物。 图 5中纵坐标（Yield) 显示苯乙酮转换成苯乙醇的转换率。 本发明中， 加氢反应是在常温下进行。 在催化反应结果中能看出， 反应两个小时后， 5%Pd/AC 商用制品 ( 5wt%Pd/AC— commercial 1 ) 的主反应效果是 99%， 而根据本发明制造出 的 2%Pd/AC催化剂 （2wt%Pd/AC— iNano) 的主反应效果是 87.5%。 制造 3 个 5%Pd/AC 催化剂样品 （5wt%Pd/ACl— iNano、 5wt%Pd/AC2_iNano 和 5wt%Pd/AC3_iNano)后对各个样品进行催化反应试验� �� 结果一小时十分钟 的催化反应后，它们的主反应效果的平均值是 97.6%。根据本发明制造出的 催化剂比商用制品呈现更高的主反应效果， 其主要原因是， 根据本发明制 造出的纳米粒子比商用制品的纳米粒子更小更 均一。 精细化学用催化剂时， 制造的催化用纳米粒子的含量一般低于 10%以下， 燃料电池用催化剂时， 使用比精细化学用催化剂的含量较高的催化剂 ， 一般使用 10%-70%以内含 量。 燃料电池需要含量较高的贵金属， 而纳米材料费用较高， 因此迫切需 要高效率燃料电池催化剂的制造。 本发明中已确认， 精细化学用催化反应 实验结果中能体现高催化反应效率。 以此类推， 用本发明中的方法制造燃 料电池用催化剂， 能制造成更高效率的催化剂， 能减少燃料电池用催化剂 的贵金属量， 确保催化制品的价格竞争力。