[發明專利]一種低溫CO催化氧化催化劑及其制備方法

無效

• 申請號: 200910020495.3
• 申請日: 2009-04-11
• 公開（公告）號: CN101530796A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 畢玉水
• 申請（專利權）人: 泰山醫學院
• 主分類號: B01J23/52
• 分類號: B01J23/52;B01J29/40;B01J29/08;B01J29/70;B01J37/16;C01B31/20;B01D53/62
• 代理公司: 泰安市泰昌專利事務所
• 代理人: 姚德昌

一、技術領域

本發明涉及一種可在低溫條件下使CO催化氧化消除的催化劑及其制備方法。

二、背景技術

CO是一種易燃、易爆、有毒氣體污染物，其固定排放是化石燃料燃燒、化學工業久未解決的問題。另外，隨著現代交通運輸業的迅猛發展，以汽油或柴油為燃料驅動的車輛造成的尾氣污染日趨加重。據有關資料統計，汽車排氣對城市的空氣污染占各種污染源總量的一半以上，其中CO是汽車尾氣中有害物質濃度最高的一種成分，城市中CO大多來自于汽車排氣。基于環境污染的日益嚴重性和環境保護的日益重要性，CO污染所引起的一系列環境問題已成為我國及世界各國的工作重點之一，因此，如何實現CO在較低溫度下的消除已成為研究的熱點。此外，CO的低溫消除還具有很廣泛的實際用途，如：①載人的封閉體系，如飛機、潛艇、航天器艙內微量CO的消除；②氣體防毒面具，用于煤礦開采和火災事故等產生CO的場合；③香煙煙霧中微量CO的消除；④有機廢棄物焚燒過程中產生CO的消除；⑤氣體凈化，如從空氣中分離出的氮氣、氧氣中微量CO的消除；⑥CO₂氣體激光器中微量CO的消除；⑦一氧化碳選擇性檢測敏感材料等。在眾多的消除方法中，催化氧化法因其操作溫度低、燃燒效能高、環境友好等特點被認為是最有效的一種途徑。

催化氧化法是指在催化劑的作用下使CO與空氣中的氧(O₂)反應生成CO₂。迄今為止，CO催化氧化使用較多且效果較好的是金、鉑、鈀等貴金屬催化劑。其中金以其獨特的性質很早就被人們廣泛地應用于生產生活的多個領域，但由于金的化學性質不活潑，而被認為不適合用做催化材料；金的熔點(1063℃)遠低于Pd(1550℃)和Pt(1769℃)，也使人們認為金作為催化劑遠不如其它貴金屬。但自從1987年Haruta(US4698324)用共沉淀法等方法制備高分散擔載金催化劑對CO有良好的低溫催化氧化活性以來，金催化劑開始受到人們的廣泛關注。

在近些年的專利文獻中，可以發現有關于金催化劑上CO催化氧化消除的實例。如專利CN1326811公開了一種用于CO低溫催化氧化的負載型金催化劑；專利CN1375356公開了一種低溫條件下處理CO的催化劑Au(a)Pt(b)Pd(c)Ni(d)Co(e)Fe(f)Cu(g)Zn(h)O(i)；專利CN1401429介紹了一種多功能金催化劑，該催化劑在含氧氣氛中能在76—120℃消除氫氣和一氧化碳。綜合專利文獻資料可以看出，金催化劑的制備方法多限于常規共沉淀或沉積—沉淀等方法，且其載體通常為簡單的金屬氧化物載體。

三、發明內容

本發明的目的在于提供一種可在低溫條件下催化氧化消除CO的雙分子篩負載型催化劑及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種低溫催化氧化消除空氣中少量一氧化碳催化劑，活性組分為金，載體選自NaZSM-5、MCM-41、NaY、13X、5A五種分子篩中任兩種任意質量比例的混合物，催化劑中載體的重量為活性組分的50—500倍。

上述的催化劑的制備方法采用室溫液相還原—負載法，其制備過程是：將氯化金或氯金酸水溶液與硝基甲烷的混合液調成堿性，然后加入活性組分重量50—500倍的載體，攪拌，過濾，洗滌，而后將濾餅在100—200℃焙燒2-4小時，冷卻至室溫后粉碎至60-90目。

在上述催化劑制備過程中，氯化金或氯金酸水溶液的濃度范圍為4.0×10^-5克/毫升至4.0×10^-4克/毫升。

在上述催化劑制備過程中，調堿性的方法為在混合液中加入氫氧化鈉或氫氧化鉀或碳酸鈉或碳酸鉀固體。

在上述催化劑制備過程中氯化金或氯金酸水溶液與硝基甲烷可以任意質量比例混合。

與已有的CO消除催化劑及其制備方法相比，本發明具有的實質性特點是：

1.該催化劑制備過程簡單且條件溫和，不需經高溫焙燒和高溫還原就可以直接使用。

2.該催化劑低溫活性高，實現了室溫條件下CO的催化氧化消除。

3.催化劑在使用前無需高溫焙燒或高溫預還原處理，充分降低能耗。

4.催化劑中活性組分在載體上的顆粒尺寸小為2—40納米，且分布均勻。

四、具體實施方式

為進一步闡述本發明，特提供以下實例，本發明的實施方式并不限于下述實例。

實施例1：