[發明專利]一種負載型鈷錳復合氧化物催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201510724136.1
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105251506A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 何丹農;楊玲;高振源;趙昆峰;蔡婷;袁靜;張濤
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 唐莉莎

技術領域

本發明涉及一種負載型鈷錳復合氧化物催化劑的制備及在一氧化氮催化氧化中的應用，在環境凈化領域具有應用前景。

背景技術

一氧化氮（NO）的催化氧化在許多的催化反應中起著至關重要的作用，如選擇性催化還原（SCR），氮氧化物儲存還原（NSR）技術等。人們對于催化氧化NO的催化劑的研究嘗試了許多不同類型的催化劑，主要有分子篩、活性炭、各種負載型貴金屬催化劑和過渡金屬氧化物催化劑等，而其中過渡金屬氧化物催化劑近年來成為NO催化氧化的研究熱點，因其制備方法簡單，原料來源廣泛，具有工業應用的潛力。

過渡金屬氧化物通常是以多組分復合氧化物的形式作為多相催化劑使用，同時也發現許多負載型的過渡金屬氧化物同樣具有催化氧化性能，將活性組分負載于不同的載體上得到的催化劑的活性有明顯的差異。魯文質等研究了由γ-Al₂O₃負載不同的過渡金屬氧化物催化劑對NO催化氧化的性能，發現在300^oC下金屬活性順序為Mn>Cr>Co>Cu>Fe>Ni>Zn，其中前三種金屬可達到高于50%的轉化率。Shiba等發現在350-400^oC范圍內，Cu/TiO₂催化劑的NO催化氧化活性高于Cr/TiO₂催化劑。Yung等研究了ZrO₂和TiO₂分別負載Co，發現10%Co/ZrO₂活性要高于Co/TiO₂催化劑，因為ZrO₂載體更利于Co的分散。Wang等研究發現通過離子交換法制備Co/K_xTi₂O₅催化劑氧化NO，其活性與貴金屬催化劑相似，在300^oC時，NO的轉化率最高。

通常氧化錳是作為活性組分的形式負載在不同的載體上考察其性能，而本發明中，是將氧化錳既作為活性組分，又作為載體負載氧化鈷，得到負載型鈷錳復合氧化物，并考察其對一氧化氮催化氧化的性能。

發明內容

本發明目的是為了克服現有技術的不足，提供了一種負載型鈷錳復合氧化物催化劑及其制備方法。

一種負載型鈷錳復合氧化物催化劑的制備方法，其特征在于，該催化劑是以氧化錳作為載體，負載氧化鈷，通過分步沉淀法制備得到；其具體步驟如下：

稱取8.0克50wt%硝酸錳溶液溶解于200毫升去離子水中，室溫下邊攪拌邊滴加沉淀劑碳酸銨水溶液，其中碳酸銨的摩爾數是金屬摩爾數的1.1倍，繼續攪拌1-3小時后過濾，將所得固體放入60-80^oC烘箱中干燥24小時，然后在400-600^oC焙燒4-6小時，得到黑色氧化錳載體；

將硝酸鈷前驅體溶解于100毫升去離子水中，獲得鈷溶液，再稱取1.0克氧化錳載體放入鈷溶液中，邊攪拌邊滴加沉淀劑氨水，并調節pH=8，繼續攪拌1-3小時后過濾，將所得固體放入60-80^oC烘箱中干燥24小時，然后在400-600^oC焙燒4-6小時，得到負載型鈷錳復合氧化物催化劑，其中鈷與錳的摩爾比為1:9-1:1。

一種由所述方法制備得到的負載型鈷錳復合氧化物催化劑。

所述方法制備得到的負載型鈷錳復合氧化物催化劑，在一氧化氮催化氧化反應中的應用，其特征在于具體反應條件如下：反應溫度30-400^oC，氣體總流量420mL/min，反應氣組成為200ppmNO，5%O₂及平衡氣N₂。

本發明中，負載型鈷錳復合氧化物催化劑是將氧化錳既作為活性組分，又作為載體負載氧化鈷，通過分步沉淀的方法制備得到，具有較高的催化活性，300^oC時一氧化氮催化氧化的轉化率可達83%，并且本發明制備催化劑的原料易得，工藝簡單，成本較低，易實現工業化生產。

附圖說明

圖1為本發明實施例1-5所述催化劑的一氧化氮催化氧化反應活性圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例進行詳細說明：本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述實施例。

實施例1：