[發(fā)明專利]一種一氧化碳室溫催化氧化催化劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210536239.1
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN103007970A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王發(fā)根;徐艷;劉爽;張豪杰;何丹農(nóng)
• 申請（專利權(quán)）人: 上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: B01J27/13
• 分類號: B01J27/13;B01J37/02;B01D53/86;B01D53/94;B01D53/62
• 代理公司: 上海東方易知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 31121
• 代理人: 唐莉莎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種一氧化碳催化劑及其制備方法，特別是涉及一種一氧化碳室溫催化氧化催化劑及其制備方法，主要針對半封閉空間環(huán)境中機動車排放的低濃度一氧化碳室溫催化氧化消除，也適用于一氧化碳傳感器等。

背景技術(shù)

室溫條件下一氧化碳催化氧化催化劑的開發(fā)在環(huán)境保護、燃料電池以及半封閉空間中機動車排放的低濃度一氧化碳消除等方面具有很強的實際應(yīng)用價值。在有效改善空氣質(zhì)量的同時具有巨大的市場價值，可直接應(yīng)用于城市地下隧道和停車場等實際場所。因而探索室溫條件下一氧化碳催化氧化的高效納米催化材料，不僅具有重要的學(xué)術(shù)價值，也具有很重要的應(yīng)用價值。

以CuO-MnOx復(fù)合氧化物為主要成分的Hopcalite催化劑為代表，過渡金屬催化劑在一氧化碳消除方面表現(xiàn)出了一定的催化性能。但其抗水性能和穩(wěn)定性能很差，盡管很多研究者對其進行了相關(guān)的改進研究，例如采用不同的制備條件以改善提高催化劑的催化活性和穩(wěn)定性，但依然不能實際應(yīng)用。Fe-Co復(fù)合氧化物納米催化劑?(A.?B.?Ravand,?M.?Rezaei,?Chem.?Eng.?J.,?2012,?184,?141)?在室溫高空速條件下?(GHSV=60000?mL/gh)?實現(xiàn)了對一氧化碳超過20%的轉(zhuǎn)化率的報道，但未給出穩(wěn)定性數(shù)據(jù)。貴金屬催化劑由于催化活性高，穩(wěn)定性較好，引起了人們廣泛的研究。其中研究最熱門的是金催化劑(M.?Haruta,?N.?Yamada,?J.?Catal.,?1989,?115,?301)，在室溫乃至零度以下對一氧化碳催化氧化具有很高的活性，但是仍然未對其穩(wěn)定性給予報道。中國發(fā)明專利CN101049561?A公開的擔(dān)載型金催化劑，在15℃一氧化碳完全轉(zhuǎn)化，且恒定800h。其所適用范圍為高濃度(2%)一氧化碳，對低濃度?(尤其是50ppm以下)?一氧化碳的催化氧化情況并未涉及。

鈀催化劑在室溫條件對一氧化碳催化劑也有較高活性。中國發(fā)明專利CN101579635?B公開的擔(dān)載型氯化鈀催化劑在室溫下對低濃度一氧化碳?(20-2000ppm)?保持較好的轉(zhuǎn)化性能，抗水性能良好。有研究組曾報道在氯化鈀-氯化銅催化劑上-30℃可實現(xiàn)一氧化碳?(400-1000ppm)?的完全轉(zhuǎn)化?(Y.?Shen,?G.?Lu,?et.?al.,?Catal.?Commun.?2010,?46,?8433)，但其報道的空速較低。有報道指出，氯化鈀-氯化銅催化劑對微量?(小于100ppm)?的一氧化碳消除能力很差，且在低溫或室溫下一氧化碳消除很難達到100%?(K.?D.?Kim,?J.?S.?Lee,?Appl.?Catal.?B:?1994,?5,?103;?E.?D.?Park,?J.?S.?Lee,?Stud.?Surf.?Sci.?Catal.,?2000,?130,?2309)。因而需要尋找合適的，結(jié)構(gòu)和性質(zhì)穩(wěn)定的載體來制備氯化鈀-氯化銅催化劑，利用氯化鈀-氯化銅與載體之間的相互作用來提高催化劑的催化性能，實現(xiàn)一氧化碳室溫催化氧化是一項具有挑戰(zhàn)性的工作。尤其是面向?qū)嶋H工程應(yīng)用，例如半封閉空間內(nèi)?(地下隧道和地下停車場等)?的空氣凈化過程中一氧化碳的常溫凈化消除。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種一氧化碳室溫催化氧化催化劑及其制備方法。

一種一氧化碳室溫催化氧化催化劑，其特征在于，該催化劑的組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：氯化鈀2～3%，氯化銅2～3%，余量為載體；所述載體為氧化鈰，或氧化鈦。

一種一氧化碳室溫催化氧化催化劑的制備方法，其特征在于，采用浸漬方法制備，包括以下步驟：

第一步，將氯化鈀和氯化銅溶解在過量氨水中，氯化鈀的質(zhì)量濃度為0.015～0.030g/mL，氯化銅的質(zhì)量濃度為0.2～0.4g/mL，氨水溶液的濃度為20～25%，體積為5mL；

第二步，通過浸漬方法將氯化鈀和氯化銅溶液擔(dān)載在載體上，氯化銅和氯化鈀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2～3%；

第三步，將第二步制備好的催化劑在25～35℃自然烘干，然后在300℃焙燒4小時。

?所述氧化鈰載體的制備方法為：將硝酸鈰銨和尿素按質(zhì)量比10：200～100：200溶解在300～400mL蒸餾水中，將溶液加熱至90℃，攪拌5～6小時后過濾洗滌，400℃焙燒4小時。

所述氧化鈰的晶粒大小為6～10nm，氧化鈦的晶粒大小為13～20nm。