[發明專利]一種負載型四氧化三鈷催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610273463.4
• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN105772027B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 孫予罕;祝艷;楊娜婷;孫永南
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J35/02;F23C13/08
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 金彥;許亦琳

1.一種負載型四氧化三鈷催化劑，其特征在于，包括以下組分：貴金屬、貴金屬的氧化物和四氧化三鈷，貴金屬元素的質量與貴金屬元素和Co₃O₄的總質量的比值為1～10：100，所述負載型四氧化三鈷催化劑為一維結構，所述負載型四氧化三鈷催化劑由包括如下步驟的制備方法獲得：按照催化劑的組成配比，在二元醇體系中，鈷鹽與沉淀劑水溶液共沉淀，再加入貴金屬鹽溶液，經水熱、干燥和焙燒得到所述負載型四氧化三鈷催化劑，其中，鈷鹽、沉淀劑和二元醇的比例為10mmol：10～30mmol：20～40mL。

2.如權利要求1所述的負載型四氧化三鈷催化劑，其特征在于，所述貴金屬元素選自Pd、Pt、Au和Ag中的一種或兩種。

3.根據權利要求2所述的負載型四氧化三鈷催化劑，其特征在于，當貴金屬元素為兩種時，兩種貴金屬元素的質量比為1：10～10：1。

4.一種如權利要求1至3任一項所述的負載型四氧化三鈷催化劑的制備方法，其特征在于，按照催化劑的組成配比，在二元醇體系中，鈷鹽與沉淀劑水溶液共沉淀，再加入貴金屬鹽溶液，經水熱、干燥和焙燒得到所述負載型四氧化三鈷催化劑，其中，鈷鹽、沉淀劑和二元醇的比例為10mmol：10～30mmol：20～40mL。

5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)共沉淀：將鈷鹽和二元醇混合，加入沉淀劑水溶液，攪拌后加入貴金屬鹽溶液并老化；

2)將步驟1)得到的溶液水熱、干燥和焙燒，即得到所述負載型四氧化三鈷催化劑。

6.如權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，沉淀劑水溶液的濃度為0.1～0.3mol/L。

7.如權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，共沉淀的反應溫度為60～120℃，共沉淀的反應時間為1～3h。

8.如權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，加入貴金屬鹽溶液后通入氣體進行老化。

9.如權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，水熱的條件：水熱溫度為140～200℃，水熱時間為2～4h。

10.如權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，干燥的條件：干燥溫度為50～80℃，干燥時間為8～12小時。

11.如權利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，焙燒的條件：焙燒溫度為250～450℃，焙燒時間為1～5小時。

12.一種如權利要求1至3任一項所述的負載型四氧化三鈷催化劑的用途，其特征在于，用于甲烷催化燃燒反應。

13.如權利要求12所述的用途，其特征在于，甲烷催化燃燒反應條件為：反應溫度為150～450℃，反應壓力為常壓；反應的總流速為50～100mL/min，CH₄、O₂和N₂的流速比為1：5～15：84～94，空速為10000～120000mL/(g·h)。