[發明專利]氫氧化鈷催化劑催化氧化一氧化碳的應用

無效

• 申請號: 201310630501.3
• 申請日: 2013-12-02
• 公開（公告）號: CN103599698A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 王毓德;蔡云
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/62;B01J23/75
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及氫氧化鈷催化氧化一氧化碳催化劑的應用，屬于無機納米材料和催化技術領域。

背景技術

一氧化碳是一種典型的易燃、易爆、有毒化合物，是許多工業環境和室內環境空氣中的首要污染物。一氧化碳易與人體內的血紅蛋白結合，且不易分開，造成機體缺氧，引發中毒現象。當空氣中一氧化碳的含量超過30?mg/m³時就會對人體有毒害作用。因此，實現一定溫度條件下一氧化碳的消除具有重要的實際意義。此外，CO氧化在CO₂激光器中的氣體純化、CO氣體探測器、呼吸用氣體凈化裝置、汽車尾氣凈化、燃料電池以及減少和消除工業生產對環境的CO排放中起重要作用，涉及能源、環境、健康和安全等多個領域。在眾多的一氧化碳消涂方法中，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。因此，CO的催化氧化具有較高的實用價值。

目前催化氧化CO的催化劑主要有三種類型：貴金屬型、鈣鈦礦型氧化物型和非貴金屬氧化物型催化劑。

Au、Pd、Pt、Rh、Ir、Ag等貴金屬型催化劑的活性高，但是成本高。而以Au、Pd、Pt等貴金屬為主要活性組分的負載型催化劑中，納米Au粒子負載的催化劑，雖具有良好的催化活性，但穩定性相對較差，催化劑使用壽命短、抗水性能差,并且易被硫化物及鹵化物毒化。

鈣鈦礦型氧化物（ABO₃）催化劑也有較多報道，如LaCoO₃、La_0.8Ba_0.2CoO_2.94、ACo_0.8Bi_0.2O_2.87（A?=?La_0.8Ba_0.2）、La_1-?xCe_xMnO₃等催化劑。

出于經濟的考慮，人們一直在努力用非貴金屬代替貴金屬作為CO氧化反應的催化劑。非貴金屬氧化物型催化劑主要是以CuO-MnO_x為主要成分的復合氧化物催化劑，在室溫環境下能有效地脫除CO。該催化劑的優點是成本較低，缺點是抗濕能力差，易失活。非貴金屬氧化物Co₃O₄也具有較高的CO低溫催化氧化活性，但制備過程中使用十二烷基磺酸鈉（DRS）作為表面活性劑才能獲得高的低溫活性。而通過沉淀氧化法制備的Co₃O₄催化劑用于CO催化氧化的最低溫度為98?^oC，并且制各過程中需要加入H₂O₂作為氧化劑。

由于Co(OH)₂具有很好的電化學氧化還原性能，而且Co(OH)₂的形貌對其性能和應用有著重要的影響，因而Co(OH)₂的形貌得到了大量的研究。當前對Co(OH)₂的研究應用方面的研究還多集中在電化學和氣相傳感器領域。目前關于Co(OH)₂催化劑用于CO催化氧化的研究則未見報道。

本發明涉及催化氧化一氧化碳催化劑的應用。該Co(OH)₂是不規則六方片狀單晶，厚度為40–80?nm,?線度為100–300?nm的納米結構。催化劑催化氧化一氧化碳具有活性高，制備方法簡單易行，成本低，有利于大規模推廣之特點。本發明所涉及的發明內容和權利要求目前未見其他相關文獻報道和專利申請。

發明內容

本發明涉及氫氧化鈷催化氧化一氧化碳的應用，其對CO具有良好的催化氧化活性。

本發明所應用的氫氧化鈷催化劑是具有不規則六方片狀的Co(OH)₂單晶，厚度為40–80?nm,?線度為100–300?nm。

本發明的技術方法是首先采用化學沉淀法，在不同溫度下制備納米Co(OH)₂，然后將納米Co(OH)₂作為催化劑進行CO催化氧化反應。

本發明的具體內容如下：