[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于NO+CO反應(yīng)的(Au;Rh)-Cex/Al2O3的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611226042.2
• 申請(qǐng)日: 2016-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN106582638B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王虹霽;王縣偉;前田修孝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J23/66
• 分類號(hào): B01J23/66;B01J23/52;B01D53/86;B01D53/56;B01D53/62
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠(yuǎn)

一種應(yīng)用于NO+CO反應(yīng)的(Au,Rh)?Ce_x/Al₂O₃的制備方法，屬于催化材料和納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域。使用NaBH₄作為還原劑并使用沉積沉淀法將金與銠負(fù)載在載體上，使納米金屬分散在載體上，即得Au_x?Rh_1?x/Al₂O₃催化劑。為了提高催化劑的催化活性，利用浸漬法引入Ce，得到(Au,Rh)?Ce_x/Al₂O₃催化劑。本制備方法簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件易于控制，對(duì)設(shè)備要求低，制得的(Au,Rh)?Ce_x/Al₂O₃材料金顆粒表面積在160m²/g左右。測(cè)試條件：500ppm NO，500ppm CO，He作為平衡氣體，煙氣的總流量為300ml/min，250℃時(shí)下脫硝催化效率達(dá)100％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種使用NaBH₄在室溫下在水中還原金屬鹽來合成合金納米顆粒并通過浸漬法合成(Au,Rh)-Ce_x/Al₂O₃的方法，屬于催化材料和納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明應(yīng)用于大氣污染防治領(lǐng)域，涉及以(Au,Rh)-Ce_x/Al₂O₃為催化劑將有害的NO和CO轉(zhuǎn)化成N₂和CO₂。

背景技術(shù)

大氣污染日漸嚴(yán)重，大氣污染物根據(jù)其存在的狀態(tài)可分為顆粒污染物和氣態(tài)污染物，主要的污染物有粉塵、二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NO_x)、一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔锏取４髿庵械牡趸飦碓纯煞譃樽匀晃廴驹春腿藶槲廴驹矗匀晃廴驹粗饕欣讚簟⒒鹕奖l(fā)、細(xì)菌活動(dòng)等方面，人為污染主要有火力發(fā)電廠、化工廠、汽車以及取暖設(shè)備等。

目前，消除氮氧化物污染的方式主要有兩種，一是改進(jìn)燃燒方式抑制NO_x的生成，二是廢氣脫硝。雖然脫除氮氧化物的方法很多，但是各種方法都有其相應(yīng)的缺陷和不足，從而限制了它們的廣泛應(yīng)用，而催化脫除法相比較而言具有較低的投資成本、較高的脫除效率，因此是一種比較有發(fā)展前途的方法。催化脫除法所使用的催化劑主要有貴金屬催化劑與非貴金屬催化劑。

貴金屬催化劑是選擇性催化還原中使用最早的催化劑，貴金屬催化劑的催化活性主要受貴金屬的活性組分以及載體種類的影響。非貴金屬催化劑雖然制造成本低廉，但它在抗中毒能力、起燃性以及空燃比上都無法與貴金屬催化劑相提并論，因此貴金屬催化劑在鍋爐氣凈化以及汽車尾氣凈化上仍然占很重要的地位。金雖然也是貴金屬的一種，但是與銠、鈀等貴金屬材料相比具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，也有相對(duì)豐富的儲(chǔ)量，金回收的技術(shù)也相對(duì)純熟。因此使用金來合成催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)既可以相對(duì)降低成本也可以取得較高的催化性能，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

金的催化活性受載體種類的影響，因此為更有效的發(fā)揮金的催化活性，需要選擇適宜的載體，TiO2、CeO2、γ-Al₂O₃、ZnO等都是負(fù)載型催化劑常用的載體，本發(fā)明使用γ-Al₂O₃作為載體，氧化鋁載體具有較高的比表面積，可使納米金屬材料有效地發(fā)揮其催化活性。稀土金屬Ce是地殼中最豐富的稀土金屬。它不僅有良好的儲(chǔ)存氧與釋放氧的能力，更可以與貴金屬發(fā)揮協(xié)同作用，增加貴金屬催化劑的催化活性與穩(wěn)定性，CeO₂作為載體能夠更好使貴金屬在氧化物載體表面分散，從而增加催化劑的活性和穩(wěn)定性。有研究表明Ce不僅可以改變CO氧化反應(yīng)的活化能，還可以在被還原后在催化劑的表面提供氧空穴，使得NO更易于解離，并且鈰在三價(jià)與四價(jià)之間的轉(zhuǎn)化會(huì)很大程度的影響NO的還原。近年來的研究顯示，由于電子在金與金屬氧化物之間的轉(zhuǎn)移，金的粒徑和金與載體氧化物之間的相互作用對(duì)催化性能至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容