[發明專利]浸泡法制備二氧化鈦負載納米鈀催化劑在催化CO氧化反應中的應用

有效

• 申請號: 201810411674.9
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108579733B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 郝燕;王元寶;湯清虎;王曉兵
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J37/02;B01D53/86;B01D53/62
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

本發明公開了浸泡法制備二氧化鈦負載納米鈀催化劑在催化CO氧化反應中的應用，將100mg TiO₂載體和4?6mL摩爾濃度為2.0mmol L^?1的H₂PdCl₄前驅體溶液混合均勻，于室溫下浸泡4h，之后將混合物離心分離，分離后的固體物質置于50℃烘箱中干燥，干燥后的樣品在氮氣氣氛中于300℃熱處理2h，然后自然降溫，通過去離子水洗滌去除氯離子和表面吸附的其它雜質制得二氧化鈦負載納米鈀催化劑，該催化劑在催化CO氧化反應中，在90℃條件下CO的轉化率接近100％。本發明制備工藝溫和、簡單，生產成本低，而且在CO氧化反應中的催化性能較好，在鈀的負載量僅為1wt％的條件下催化劑能夠在溫度為90℃時實現CO的100％轉化，并且具有良好的穩定性。

技術領域

本發明屬于用于CO氧化反應的催化劑技術領域，具體涉及一種浸泡法制備二氧化鈦負載納米鈀催化劑在催化CO氧化反應中的應用。

背景技術

CO常溫脫除技術在CO氣體探測器、CO₂激光器以及空氣凈化等領域具有實用價值。催化CO氧化反應是催化研究中的一個探針反應，因此，研究CO催化氧化反應有重要的理論意義和實用價值。納米鈀催化劑是一種活潑的氧化還原催化劑，因其優異的催化性能成為研究熱點，其潛在應用也不斷拓寬，如環境保護、能源開發、化學工程和精細化工等領域提供了廣闊的發展平臺。

催化劑的制備是催化劑應用研究開發的重要方面之一，也是影響催化劑性能的重要因素。對于相同組成的催化劑如果制備方法不同，其催化及穩定性能會有很大的差別。即便是同一種制備方法，加料順序的不同也可能導致催化劑性能有很大的不同。工業催化劑的選擇性、活性及穩定性不僅僅與組成相關，還與催化劑的形狀、顆粒大小、孔結構、表面積等物理性質有重要關系，這些主要于催化劑的制備過程與工藝有關，不同的制備方法得到的催化劑的結構差別便會很大，催化性能也相差很多。因此，通過改進制備方法合成高活性的納米鈀催化劑仍是亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供了浸泡法制備二氧化鈦負載納米鈀催化劑在催化CO氧化反應中的應用，制得的二氧化鈦負載納米鈀催化劑在催化CO氧化反應制備CO₂的過程中表現出較為優異的催化性能，制備方法簡單且成本低廉，CO的轉化率較高，并且具有良好的穩定性。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，浸泡法制備二氧化鈦負載納米鈀催化劑在催化CO氧化反應中的應用，其特征在于：將100mg TiO₂載體和4-6mL摩爾濃度為2.0mmol L^-1的H₂PdCl₄前驅體溶液混合均勻，于室溫下浸泡4h，之后將混合物離心分離，分離后的固體物質置于50℃烘箱中干燥，干燥后的樣品在氮氣氣氛中于300℃熱處理2h，然后自然降溫，通過去離子水洗滌去除氯離子和表面吸附的其它雜質制得二氧化鈦負載納米鈀催化劑，該二氧化鈦負載納米鈀催化劑在催化CO氧化反應中，原料氣體的體積組成為1％CO、20％O₂和79％N₂，在90℃條件下CO的轉化率接近100％。

進一步優選，所述TiO₂載體與H₂PdCl₄前驅體溶液的投料配比為100mg:4.8mL，制得的二氧化鈦負載納米鈀催化劑在催化CO氧化反應中，原料氣體的體積組成為1％CO、20％O₂和79％N₂，在90℃條件下CO的轉化率為100％。