CN104353456B - 一种负载金的二氧化钛纳米催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种负载金的二氧化钛纳米催化剂及制备方法和应用，所述负载金的二氧化钛纳米催化剂是由金纳米粒子负载到大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛载体上形成的，按重量百分比计算，即金纳米粒子：大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛为0.2-4.0:100。其制备方法即将大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛分散到60-90℃的去离子水中，加入氯金酸溶液.混合均匀后调pH值8.0-9.0，然后搅拌2-24h后，过滤，所得滤饼用去离子水洗涤到pH为中性，然后控制温度为40-80℃进行干燥，然后再控制温度为300-600℃下焙烧1-5h，即得抗烧结性能强和催化稳定性高的负载金的二氧化钛纳米催化剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种负载金的二氧化钛纳米催化剂及其制备方法和应用，属催化剂技术领域。
背景技术
负载型金催化剂是一类新型的工业和环保催化材料，其CO低温氧化催化性能在封闭式CO2激光器、航天器及潜水艇等密闭系统、CO气体传感器、CO气体防护面具以及氢燃料电池等许多领域具有广泛的应用前景。
在20世纪80年代后期，日本Haruta[1-3]教授领导的研究小组发现，某些由共沉淀法制备的金催化剂对CO低温氧化具有极高的活性和稳定性，使得人们对Au负载金属氧化物型催化剂产生了极大的兴趣。Yan和他的同事[4]在2005年报道了利用沉积沉淀法制备的5.1 wt % Au/TiO2/SiO2催化剂用于催化CO氧化时，T50温度为-54度。文献[5]报道了负载在SiO2-TiO2-MCM-48介孔材料上的8wt%金催化剂，可以在-10度转化。Comotti等[6]利用胶体沉淀法制备的氧化铝和氧化钛负载1%金催化剂的转化温度要在30度。黄伟新[7]用二氧化硅作为载体制备了Au/SiO2催化剂，不过其寿命不高。王军虎[8]制备的具有高活性和抗烧结性能的金催化剂，也在80h后明显失活。路勇[9]制备的一种负载型纳米金催化剂也是随着时间而失活，100h失活12%。
总之，目前报道的金催化剂在高温抗烧结能力以及催化剂稳定性即催化寿命方面性能很差，从而抑制了金催化剂的实际应用。因此，如何提高金催化剂的高温强抗烧结能力、延长催化剂稳定性成为期待解决的问题。
参考文献
[1] Haruta M, Yamada N, Kobayashi T,lijima S. [J].J.Catal , 1989,115 (2):
301-309
[2] Haruta M, [J]. Catalysis Surveys of Japan, 1997,(1): 61-73
[3] Ueda A, Oshima T, Haruta M. [J]. App. Catal. B ,
1997, (12): 81-93
[4] Yan W.F.et al.,J.Phys.Chem.B,2005,109(32):15489
[5]Bandyopadhyay R.era al., Micropor . Mesopor . mater ., 2006 , 89 (1-3):158
[6]Comotti M.et al.,J.Am.Chem.Soc.,2006，128（3）：917
[7]黄新伟一种低温催化氧化CO的SiO2担载金催化剂及其制备方法：中国，CN101224429A，2008-1-24
[8] 王军虎赵昆峰具有高活性和强抗烧结性能贵金属金催化剂及制备和应用：中国，CN102451719A， 2013-05-16
[9]路勇张巧飞刘晔一种负载型纳米孔金催化剂及其制备方法和应用：中国，CN103272593A，2013-09-04。
发明内容
本发明的目的为了解决上述的金催化剂在高温抗烧结能力以及催化剂稳定性即催化寿命方面性能很差，从而抑制了金催化剂的实际应用等技术问题而提供一种负载金的二氧化钛纳米催化剂及其制备方法。该负载金的二氧化钛纳米催化剂常温下催化一氧化碳氧化时具有很强的抗烧结能力和很高的催化稳定性，即使在600℃下高温焙烧数个小时，仍然具有较高的催化活性和催化稳定性，且催化稳定性超过6天。
本发明的技术原理
针对Au催化剂在高温下易烧结，催化氧化过程中稳定性差（即反应寿命短）的问题，以高结晶度、大比表面积的介孔二氧化钛作为载体，使用沉淀-沉积法将金纳米粒子负载在介孔二氧化钛上制备。所制备的负载金的二氧化钛纳米催化剂能大大提高其抗烧结和稳定性的能力，在苛刻的反应条件下，负载金的二氧化钛纳米催化剂在600℃焙烧2h后还能保持7天不失活。
本发明的技术方案
一种负载金的二氧化钛纳米催化剂，即由金纳米粒子负载到大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛载体上形成的，金纳米粒子与大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛的量，按重量百分比计算，即金纳米粒子：大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛为0.2-4.0:100；
所述的大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛，其结晶度为85%、比表面积为419m2/g 。
上述的一种负载金的二氧化钛纳米催化剂的制备方法，步骤如下：
将大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛分散到温度为60-90℃的去离子水中，在60-90℃水浴中搅拌均匀，然后加入氯金酸溶液，继续在60-90℃水浴中搅拌均匀，得到溶液，然后用氨水和氢氧化钠溶液将所得溶液的pH值调至8.0-9.0，优选先用质量百分比浓度为1-5%的氨水调pH值为7.0，搅拌30min后再用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠水溶液调pH值为8.0-9.0，然后继续搅拌2-24h后，过滤，所得滤饼用去离子水洗涤到pH为中性，然后控制温度为40-80℃进行真空干燥，然后控制温度为300-600℃下焙烧1-5h，即得负载金的二氧化钛纳米催化剂；
所述的氯金酸溶液的浓度为0.245-1.0mmol.L-1；
氯金酸溶液的加入量，按大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛：氯金酸溶液中的金的质量比为100：0.2-4的比例计算；
所用的去离子水的量，按大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛：去离子水为1g:40-130ml的比例计算。
上述所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂用于催化一氧化碳进行氧化反应。
本发明的有益效果
本发明的一种负载金的二氧化钛纳米催化剂，由于制备过程中采用大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛为载体，该载体的大比表面积能增大金纳米粒子之间的分散性，从而避免高温烧结时纳米粒子之间因高温而引起的迁移所造成的聚集，避免因纳米粒子增大造成催化性能降低，从而改善金纳米粒子催化剂的稳定性。同时，位于介孔孔道和表面的金纳米粒子与载体之间的多种接触，也可以进一步增加其稳定性；高结晶度的二氧化钛有利于减少表面缺陷，提高二氧化钛与金纳米粒子的作用力，抑制金纳米粒子在高温下的生长。高结晶度、大比表面积介孔二氧化钛的这些优点都能有效地增加负载金的二氧化钛纳米催化剂的抗烧结能力，提高其催化稳定性，在600℃下高温焙烧数个小时，仍然具有较高的催化活性和催化稳定性，实验发现，焙烧温度为600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂在反应温度为80℃、95%转化率下，其仍然具有很高的催化活性，在持续反应6天后， CO转化率接近初始值。
进一步，本发明的负载金的二氧化钛纳米催化剂的制备方法，使用沉淀沉积法将金纳米粒子负载在介孔二氧化钛上，制备了具有抗烧结性能高、催化寿命长的负载金的二氧化钛纳米催化剂。在CO催化氧化体系中表现了很高的抗烧结性能和催化稳定性。
附图说明
图1、实施例1中焙烧温度为600℃下所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂的小角XRD图；
图2、实施例1 中焙烧温度为600℃下所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂的TEM 图；
图3、实施例1中焙烧温度分别为300℃、600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂催化CO氧化过程中，CO转化率随温度变化曲线图；
图4、实施例1中焙烧温度为600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂在催化CO氧化反应过程中，CO转化率随着反应时间的变化情况图。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
本发明的各实施例中所述方法如无特别说明，均为常规方法。所述原材料如无特别说明，均能从公开商业途径购买得到。
本发明各实施例所用的仪器或设备的型号及生产厂家的信息如下：
鼓风干燥箱，型号DHG-9920A，生产厂家上海一恒；
x射线衍射(XRD)，X
PERT PRO 荷兰帕纳科公司。
本发明的各实施例中的T50表示负载金的二氧化钛纳米催化剂催化CO进行氧化反应，在空速为30000 cm3/(h•gcat)的条件下，当CO转化率为50%时所需的温度，测定方法见文献：Ma Z, Overbury S
H, Dai S. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2007, 273(1): 186-197.。测定所用的仪器为装载了FID检测器的气相色谱反应器（气象色谱
GC2060型，上海锐敏仪器有限公司）。
本发明的各实施例中所用的大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛，其通过包括如下步骤的方法制备而成：
在40℃下，将1.0g表面活性剂溶解于15g有机溶剂中，然后依次加入25ml钛源和1.2g硅源，溶解完全10min后加入4g质量百分比浓度为20%的酚醛树脂乙醇溶液，在40℃水浴下充分搅拌形成均相溶液，随后倒入表面皿中，在40℃烘箱中放置24h，然后在100℃烘箱中放置24h进行交联，从而得到橘黄色透明的膜状物；
上述所用的表面活性剂、溶剂、钛源、硅源、质量百分比浓度为20%的酚醛树脂乙醇溶液的量，按质量比计算，表面活性剂：溶剂：钛源：硅源：质量百分比浓度为20%的酚醛树脂乙醇溶液为1.0：15.0：7：1.2：4.0；
所述表面活性剂为F127；所述的F127，Sigma-Aldrich、CAS:9003-11-6；
所述有机溶剂为乙醇；
所述的钛源为0.8mol/L的四氯化钛溶液，通过包括如下步骤的方法制备而成：
将27.2g钛酸四丁酯滴加到100ml由乙醇和水按质量比为1:1组成的混合液中充分水解，然后离心，分离出来的沉淀即为二氧化钛，将分离出来的二氧化钛溶解在100ml的1mol.L-1盐酸中，即得0.8mol/L的四氯化钛溶液；
按质量比计算，即二氧化钛：1mol.L-1盐酸为1:15；
所述的硅源为正硅酸四乙酯；
将得到的橘黄色透明的膜状物在惰性气体氮气存在的环境下升温至600-900℃进行焙烧2h，得到的TiO2/SiO2/C的介孔复合物在空气气氛下，升温至450℃进行焙烧12h，以去除碳，向得到的介孔二氧化钛/二氧化硅的复合物中加入0.5mol/L的氢氧化钠水溶液，40℃水浴搅拌0.3h，离心过滤，所得的滤饼用去离子水洗涤至流出液的pH为7，然后空气中自然干燥，即得大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛。
上述所得的大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛，用X射线粉末衍射仪（PANalytical
X′Pert diffractometer），采用结晶相的百分数方法（Bansal P, Hall M, Realff M J, et al. Multivariate
statistical analysis of X-ray data from cellulose: a new method to determine
degree of crystallinity and predict hydrolysis rates[J]. Bioresource
technology, 2010, 101(12): 4461-4471.）进行检测，其结晶度为85-92%；
用比表面积及孔隙度分析仪器（Micromeritics ASAP 2010
adsorption analyzer），按照氮气吸脱附方法（Dong W, Sun Y,
Lee C W, et al. Journal of the American Chemical Society, 2007, 129(45):
13894-13904.）进行检测，其比表面积为358-419m2/g。
实施例
1
一种负载金的二氧化钛纳米催化剂，即由金纳米粒子负载到大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛载体上形成的，金纳米粒子与大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛的量，按重量百分比计算，即金纳米粒子：大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛为1.0:100；
所述的大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛，其比表面积为419m2/g，结晶度为85%。
上述的一种负载金的二氧化钛纳米催化剂的制备方法，步骤如下：
将0.5g大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛分散到温度为75℃的65mL去离子水中，75℃水浴中搅拌，加入10mL浓度为0.245mmol/L的氯金酸溶液，继续保持75℃水浴搅拌混合均匀，得到的溶液先用质量百分比浓度为1-5%的氨水调pH值为7.0，搅拌30min后再用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠水溶液调pH值为8.0，然后继续搅拌4h后，过滤，所得滤饼用去离子水洗涤到pH为中性，然后控制温度为40-80℃进行真空干燥，然后控制温度分别为300℃、600℃下焙烧2h，即得负载金的二氧化钛纳米催化剂；
所述的氯金酸溶液的浓度为0.245mmol.L-1；
氯金酸溶液的加入量，按大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛：氯金酸溶液中的金的质量比为100：1.0的比例计算；
所用的去离子水的量，按大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛：去离子水为1g:130ml的比例计算。
采用X射线粉末衍射仪（PANalytical X′Pert diffractometer）对上述焙烧温度为600℃下所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂进行测定，所得的XRD图如图1所示，从图1中可以看出，焙烧温度为600℃下所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂在2斯塔为1°左右有一个尖锐的衍射峰，表明焙烧温度为600℃下所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂为介孔结构。
采用投射电子显微分析仪器（TECNAI G2 20）对上述焙烧温度为600℃下所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂进行扫描，所得的TEM图如图2所示，从图2中可以看出，焙烧温度为600℃时，金纳米粒子高度分散在大比表面积的介孔二氧化钛上。纳米粒子的大小在3-5nm左右。
应用实施例
1
采用装载了FID检测器的气相色谱反应器，将实施例1焙烧温度分别为300℃、600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂控制温度为80℃用于CO气体的催化氧化反应120h，实验所用的CO气体为按体积百分比计算，含4%CO，96%空气的载气，载气的流量为100ml/min，负载金的二氧化钛纳米催化剂的用量分别为130mg；
对上述焙烧温度分别为300℃、600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂的T50进行测定，其转化率随温度变化的曲线图如图3所示，从图3中可以得出，焙烧温度为300℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂的T50为30℃，而焙烧温度为600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂的T50为50℃。由此表明本发明所得负载金的二氧化钛纳米催化剂，随着焙烧温度的升高，所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂的活性效果降低不多，这是由于在高温烧结下，介孔二氧化钛具有大的比表面积和高的抗烧结能力，金纳米粒子高度分散，且与高结晶度的介孔二氧化钛具有强相互作用。
按照文献Ma Z, Overbury S H, Dai S. Journal of Molecular Catalysis
A: Chemical, 2007, 273(1): 186-197.的方法，对上述焙烧温度为600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂在催化CO氧化反应过程中，CO转化率随着反应时间的变化情况进行测定，结果如图4所示，从图4中可以看出，焙烧温度为600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂在反应温度为80℃、95%转化率下，其仍然具有很高的催化活性，在持续反应6天后， CO转化率接近初始值。
上述结果表明，采用大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛做载体所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂具有很好的CO催化活性。
实施例
2
一种负载金的二氧化钛纳米催化剂，即由金纳米粒子负载到大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛载体上形成的，金纳米粒子与大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛的量，按重量百分比计算，即金纳米粒子：大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛为0.2：100；
所述的大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛，其比表面积为380m2/g，结晶度为87%。
上述的一种负载金的二氧化钛纳米催化剂的制备方法，步骤如下：
将0.5g大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛分散到温度为60℃的50ml去离子水中，在60℃水浴中搅拌,加入2mL氯金酸溶液，继续保持60℃水浴搅拌混合均匀，得到的溶液先用质量百分比浓度为1-5%的氨水调pH值为7.0，搅拌10min后再用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠水溶液调pH值为9.0，然后继续搅拌2h后，过滤，所得滤饼用去离子水洗涤到pH为中性，然后控制温度为40-80℃进行真空干燥，然后控制温度分别为300℃、600℃下焙烧1h，即得负载金的二氧化钛纳米催化剂；
所述的氯金酸溶液的浓度为0.245mmol.L-1；
氯金酸溶液的加入量，按大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛：氯金酸溶液中的金的质量比为100：0.2的比例计算；
所用的去离子水的量，按大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛：去离子水为1g:
100ml的比例计算。
应用实施例
2
采用装载了FID检测器的气相色谱反应器，将实施例2焙烧温度分别为300℃、600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂控制温度为80℃用于CO气体的催化氧化反应80h，实验所用的CO气体为按体积百分比计算，含4%CO，96%空气的载气，载气的流量为100ml/min，负载金的二氧化钛纳米催化剂的用量分别为130mg；
按照文献Ma Z, Overbury S H, Dai S. Journal of
Molecular Catalysis A: Chemical, 2007, 273(1): 186-197.的方法，对上述焙烧温度为600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂在催化CO氧化反应过程中，CO转化率随着反应时间的变化情况进行测定，结果表明，上述所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂具有很高的催化活性，特别是焙烧温度为600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂在反应温度为80℃、95%转化率下，其仍然具有很高的活性，在持续反应6天后，转化率接近初始值。
对上述焙烧温度分别为300℃、600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂的T50进行测定，焙烧温度为300℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂的T50为70℃，而焙烧温度为600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂的T50为90℃。由此表明本发明所得负载金的二氧化钛纳米催化剂，随着焙烧温度的升高，所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂的活性效果降低不多，这是由于在高温烧结下，介孔二氧化钛具有大的比表面积和高的抗烧结能力，金纳米粒子高度分散，且金粒子与高结晶度的介孔二氧化钛具有强相互作用。
上述结果表明，采用大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛做载体所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂具有很好的CO催化活性。
实施例
3
一种负载金的二氧化钛纳米催化剂，即由金纳米粒子负载到大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛载体上形成的，金纳米粒子与大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛的量，按重量百分比计算，即金纳米粒子：大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛为4.0:100；
所述的大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛，其比表面积为358m2/g，结晶度为92%。
上述的一种负载金的二氧化钛纳米催化剂的制备方法，步骤如下：
将2g大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛分散到温度为90℃的80ml去离子水中，在90℃水浴中搅拌，加入40mL氯金酸溶液，继续在90℃水浴中搅拌混合均匀，得到的溶液先用质量百分比浓度为1-5%的氨水调pH值为7.0，搅拌60min后再用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠水溶液调pH值为9.0，然后继续搅拌24h后，过滤，所得滤饼用去离子水洗涤到pH为中性，然后控制温度为80℃进行真空干燥24h，然后控制温度分别为300℃、600℃下焙烧5h，即得负载金的二氧化钛纳米催化剂；
所述的氯金酸溶液的浓度为1.0mmol.L-1；
氯金酸溶液的加入量，按大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛：氯金酸溶液中的金的质量比为100：4的比例计算；
所用的去离子水的量，按大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛：去离子水为1g:
40ml的比例计算。
应用实施例
3
采用装载了FID检测器的气相色谱反应器，将实施例3焙烧温度分别为300℃、600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂，控制温度为80℃用于CO气体的催化氧化反应100h，实验所用的CO气体为按体积百分比计算，含4%CO，96%空气的载气，载气的流量为25ml/min，负载金的二氧化钛纳米催化剂的用量分别为200mg；
按照文献Ma Z, Overbury S H, Dai S. Journal of
Molecular Catalysis A: Chemical, 2007, 273(1): 186-197.的方法，对上述焙烧温度为600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂在催化CO氧化反应过程中，CO转化率随着反应时间的变化情况进行测定，结果表明，上述本发明所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂具有很高的催化活性，特别是焙烧温度为600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂在反应温度为80℃、95%转化率下，其仍然具有很高的活性，在持续反应6天后，转化率接近初始值。
对上述焙烧温度分别为300℃、600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂的T50进行测定，焙烧温度为300℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂的T50为60℃，而焙烧温度为600℃下所得负载金的二氧化钛纳米催化剂的T50为75℃，由此表明本发明所得负载金的二氧化钛纳米催化剂，随着焙烧温度的升高，所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂的活性效果降低不多，这是由于在高温烧结下，介孔二氧化钛具有大的比表面积和高的抗烧结能力，金纳米粒子高度分散，且与高结晶度的介孔二氧化钛具有强相互作用。
上述结果表明，采用大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛做载体所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂具有很好的CO催化活性。
综上所述，本发明的负载金的二氧化钛纳米催化剂，由于采用大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛为载体，因此所得的负载金的二氧化钛纳米催化剂具有很好的CO催化活性，并且具有抗烧结能力强，稳定性高，其用于CO气体的催化氧化反应过程中，在反应温度为80℃、95%转化率下，负载金的二氧化钛纳米催化剂仍然具有很高的活性，在持续反应6天后，转化率仍接近初始值等特点。
以上所述仅是本发明的实施方式的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型均应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种负载金的二氧化钛纳米催化剂，其特征在于所述的负载金的二氧化钛纳米催化剂是由金纳米粒子负载到大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛载体上形成的，金纳米粒子与大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛的量，按重量百分比计算，即金纳米粒子：大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛为0.2-4.0:100；
所述的大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛，其结晶度为85-92%、比表面积为358-419m2/g，其通过包括如下步骤的方法制备而成：
在40℃下，将1.0g表面活性剂溶解于15g有机溶剂中，然后依次加入25ml钛源和1.2g硅源，溶解完全10min后加入4g质量百分比浓度为20%的酚醛树脂乙醇溶液，在40℃水浴下充分搅拌形成均相溶液，随后倒入表面皿中，在40℃烘箱中放置24h，然后在100℃烘箱中放置24h进行交联，从而得到橘黄色透明的膜状物；
上述所用的表面活性剂、溶剂、钛源、硅源、质量百分比浓度为20%的酚醛树脂乙醇溶液的量，按质量比计算，表面活性剂：溶剂：钛源：硅源：质量百分比浓度为20%的酚醛树脂乙醇溶液为1.0：15.0：7：1.2：4.0；
所述表面活性剂为F127；
所述有机溶剂为乙醇；
所述的钛源为0.8mol/L的四氯化钛溶液，通过包括如下步骤的方法制备而成：
将27.2g钛酸四丁酯滴加到100ml由乙醇和水按质量比为1:1组成的混合液中充分水解，然后离心，分离出来的沉淀即为二氧化钛，将分离出来的二氧化钛溶解在100ml的1mol.L-1盐酸中，即得0.8mol/L的四氯化钛溶液；
按质量比计算，即二氧化钛：1mol.L-1盐酸为1:15；
所述的硅源为正硅酸四乙酯；
将得到的橘黄色透明的膜状物在惰性气体氮气存在的环境下升温至600-900℃进行焙烧2h，得到的TiO2/SiO2/C的介孔复合物在空气气氛下，升温至450℃进行焙烧12h，以去除碳，向得到的介孔二氧化钛/二氧化硅的复合物中加入0.5mol/L的氢氧化钠水溶液，40℃水浴搅拌0.3h，离心过滤，所得的滤饼用去离子水洗涤至流出液的pH为7，然后空气中自然干燥，即得大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛。
2.如权利要求1所述的一种负载金的二氧化钛纳米催化剂，其特征在于金纳米粒子与大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛的量，按重量百分比计算，即金纳米粒子：大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛为1.0:100 。
3.如权利要求1所述的一种负载金的二氧化钛纳米催化剂，其特征在于金纳米粒子与大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛的量，按重量百分比计算，即金纳米粒子：大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛为0.2:100。
4.如权利要求1所述的一种负载金的二氧化钛纳米催化剂，其特征在于金纳米粒子与大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛的量，按重量百分比计算，即金纳米粒子：大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛为4.0:100。
5.如权利要求1所述的一种负载金的二氧化钛纳米催化剂的制备方 法，其特征在于步骤如下：
将大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛分散到温度为60-90℃的去离子水中，在60-90℃水浴中搅拌均匀，然后加入氯金酸溶液，继续在60-90℃水浴中搅拌均匀，得到溶液，然后用氨水和氢氧化钠溶液将所得溶液的pH值调至8.0-9.0，然后继续搅拌2-24h后，过滤，所得滤饼用去离子水洗涤到pH为中性，然后控制温度为40-80℃进行干燥，然后控制温度为300-600℃下焙烧1-5h，即得负载金的二氧化钛纳米催化剂；
氯金酸溶液的加入量，按大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛：氯金酸溶液中的金的质量比为100：0.2-4的比例计算。
6.如权利要求5所述的一种负载金的二氧化钛纳米催化剂的制备方法，其特征在于所述的氯金酸溶液的浓度为0.245-1.0mmol.L-1。
7.如权利要求6所述的一种负载金的二氧化钛纳米催化剂的制备方法，其特征在于所述的去离子水的用量，按大比表面积、高结晶度的介孔二氧化钛：去离子水为1g: 40-130ml的比例计算。
8.如权利要求7所述的一种负载金的二氧化钛纳米催化剂的制备方法，其特征在于制备过程中调节pH值的方法，即先用质量百分比浓度为1-5%的氨水调pH值为7.0，搅拌10-60min后再用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠水溶液调pH值为8.0-9.0。
9.如权利要求1、2、3或4所述的一种负载金的二氧化钛纳米催化剂用于催化一氧化碳进行氧化反应。
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