[發明專利]一種CeO2－CoOx復合氧化物載體及其制備方法

有效

• 申請號: 200710061704.X
• 申請日: 2007-04-13
• 公開（公告）號: CN101066534A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: 王建國;王輝;朱華青;秦張峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;C01G51/00
• 代理公司: 山西五維專利事務所有限公司
• 代理人: 李毅

技術領域

本發明屬于一種催化劑載體，具體涉及一種CeO₂-CoO_x復合氧化物載體及其制備方法。

背景技術

復合氧化物的制備一般分為物理法和化學法，其中溶膠凝膠法是化學液相法中較為常見的方法之一，該法具有化學計量準確、容易添加有效成分、制備粉末顆粒細小、工業化成本低等優點。但采用溶膠凝膠法制備CeO₂-CoO_x復合氧化物卻未見報道，文獻中有關CeO₂-CoO_x復合氧化物的制備多集中在沉淀法和浸漬法中。專利CN?1817788A公開了一種采用共沉淀法制備的Co₃O₄質量含量為2-96％的Co₃O₄-CeO₂復合氧化物作為催化劑，用于富氫氣體中CO的優先氧化，在反應氣組成為：1vol％?CO，1vol％?O₂，50vol％?H₂和48vol％?N₂，在反應溫度120-200℃范圍內，有較好的催化性能，如80％?Co₃O₄-CeO₂催化劑在150℃時，CO轉化率達到100％，選擇性為50％。但在質子交換膜燃料電池的工作溫度80-120℃范圍內，CO轉化率較低，如在100℃時，CO轉化率僅為78.1％。2003年，荷蘭《應用催化》A輯(251，143-156(2003))報道了M.Kang等人用共沉淀方法制得Co₃O₄的負載量為5％、10％、15％和20％的CoO_x-CeO₂復合氧化物作為催化劑用于CO氧化反應。2006年，《應用催化》A輯報道了C.-W.Tang等采用浸漬法制備的CeO₂-Co₃O₄復合氧化物作為催化劑用于CO氧化反應(309，37-43(2006))。但該復合氧化物中出現了金屬鈷顆粒，晶相不均勻。

以上有關共沉淀方法制備的CeO₂-CoO_x復合氧化物，無論是用于CO優先氧化還是CO氧化反應，其最佳反應溫度較高，這就限制了它在實際應用中的推廣，因此CeO₂-CoO_x復合氧化物作為催化劑還有待于改進。另外還可以考慮將其作為載體，負載其它活性組分以后，作為CO氧化或優先氧化反應的催化劑。而采用浸漬法制備CeO₂-CoO_x復合氧化物，容易造成產物的顆粒和組分分布不均勻。

發明內容

本發明的目的是提供一種顆粒和組分分布均勻的CeO₂-CoO_x復合氧化物載體及其制備方法。

本發明的目的是這樣實現的，以鈷和鈰的可溶性無機鹽為原料，以無水乙醇為溶劑，以氫氧化鈉為沉淀劑，采用溶膠凝膠法得到粒徑可控的、物相均勻的、CeO₂-CoO_x復合氧化物載體。

本發明的CeO₂-CoO_x復合氧化物為：

Ce與Co的摩爾比為Ce：Co＝0.1-0.6:1，晶粒大小：1-50nm，比表面積：50-180m²g^-1。

本發明所提供的CeO₂-CoO_x復合氧化物的制備方法為溶膠凝膠法，具體通過以下步驟實現：

分別將鈷和鈰的無機鹽溶解于無水乙醇中，醇溶液中鈷的含量為20-300克/升，鈰的含量為20-210克/升，室溫，強烈攪拌下，將鈷鹽、鈰鹽醇溶液按鈰鈷摩爾比為0.1-0.6:1進行混合均勻，采用正滴、反滴的加料方式加入到濃度為0.1-1.5M氫氧化鈉溶液中，使pH值為9-13，或將鈷鹽、鈰鹽醇溶液按鈰鈷摩爾比為0.1-0.6:1，采用并流的加料方式加入到蒸餾水中，用濃度為0.1-1.5M氫氧化鈉溶液調至pH值為9-13，pH值調節后繼續攪拌30-60分鐘，靜置老化3-24小時，抽濾，用蒸餾水洗滌，得水凝膠，用無水乙醇置換凝膠中的水，抽濾，得醇凝膠，將醇凝膠在100-120℃下烘干，然后在300-600℃焙燒3-5小時，即得CeO₂-CoO_x復合氧化物載體。