[發(fā)明專利]一種脫除煙氣中一氧化碳用催化劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811548273.4
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109647385B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柏源;薛建明;唐仲愷
• 申請（專利權(quán)）人: 國電科學(xué)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: B01J23/52
• 分類號: B01J23/52;B01J35/02;B01J37/08;B01J37/16;B01D53/86;B01D53/62
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

本發(fā)明公開了一種脫除煙氣中一氧化碳用催化劑，該催化劑以生物質(zhì)活性炭為載體，其上負(fù)載有活性組分金微米花；生物質(zhì)活性炭的粒度為0.25?0.425mm；活性組分金微米花為載體質(zhì)量的0.4%?2.5%；生物質(zhì)活性炭以椰子殼為原料制備得到。本發(fā)明制備得到的催化劑在低溫下具備較高活性，且制備工藝條件溫和，方法簡單，操作安全，易于實施。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑領(lǐng)域，具體涉及一種生物質(zhì)活性炭負(fù)載金微米花脫除煙氣一氧化碳用催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

一氧化碳是一種典型的易燃、易爆、有毒化合物，是許多工業(yè)環(huán)境和室內(nèi)環(huán)境空氣中的首要污染物。一氧化碳與人體血紅蛋白的結(jié)合能力是氧的250倍，因而能阻止血紅蛋白向人體組織輸送吸收到的氧氣。當(dāng)空氣中一氧化碳的含量超過30mg/m³時就會對人體有毒害作用。因此，實現(xiàn)低溫條件下一氧化碳的消除具有重要的實際意義。此外，一氧化碳的低溫消除還有很廣泛的應(yīng)用，如燃煤煙氣中一氧化碳、化工企業(yè)中有機(jī)廢氣物焚燒過程中產(chǎn)生的一氧化碳，冶金工業(yè)中煉焦、煉鐵過程中產(chǎn)生的一氧化碳，使用柴油、汽油的內(nèi)燃機(jī)在運行過程中產(chǎn)生的一氧化碳。由此可見，一氧化碳的低溫消除涉及能源、環(huán)境、健康和安全等多個領(lǐng)域。在眾多的一氧化碳消除方法中，催化氧化法因其操作溫度低、燃燒效能高、環(huán)境友好等特點被認(rèn)為是最有效的一種途徑。

目前用于CO催化氧化的催化劑主要有三種類型：非貴金屬氧化物型、鈣鈦礦氧化物型和貴金屬型催化劑。用于CO低溫氧化的非貴金屬氧化物催化劑主要是霍加拉特（Hopcalite），它是一種以CuO-MnO_x為主要成分的符合氧化物催化劑，該催化劑是一種無載體型催化劑，在室溫環(huán)境下能有效地脫除CO，催化劑表面的晶格氧直接參與反應(yīng)，與優(yōu)先吸附于催化劑表面上且被活化的CO分子反應(yīng)，反應(yīng)造成的晶格氧缺位通過空氣中的氧吸附于催化劑表面并成為晶格氧而得到補(bǔ)充。該催化劑的優(yōu)點是成本較低，缺點是抗?jié)衲芰Σ睿资Щ睢７琴F金屬氧化物氧化鈷也具有較高的CO低溫催化氧化活性，以硝酸鈷為前驅(qū)物，采用氫氧化鈉為沉淀劑，但制備過程中使用十二烷基磺酸鈉作為表面活性劑才能獲得高的低溫活性。通過沉淀氧化法制備的氧化鈷催化劑用于CO催化氧化的最低溫度為98℃，并且制備過程中需要加入雙氧水作為氧化劑。對于CO催化氧化反應(yīng)，鈣鈦礦氧化物型催化劑也有較多報道。中國專利CN1058357A公開的鈣鈦礦型稀土復(fù)合氧化物，直接負(fù)載在以莫來石為主要物相的載體上，在CO濃度為1%，空速為60000h^-1的條件下，反應(yīng)溫度為250℃時CO的轉(zhuǎn)化率達(dá)99%。可見，鈣鈦礦型氧化物用于CO催化氧化一般需要較高的反應(yīng)溫度。與非貴金屬催化劑相反，金、鈀等貴金屬催化劑的活性和穩(wěn)定性較好，但成本高。近年來，人們開始關(guān)注貴金屬和某些過渡金屬之間的相互協(xié)同作用以改善催化劑性能，并降低催化劑成本。但這類催化劑負(fù)載的活性組分分布不均勻，導(dǎo)致其活性不高且性能不穩(wěn)定，從而限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。中國專利CN105312064B公開的Pd-Ag/CeO₂-ZrO₂-Y₂O₃催化劑，其在140℃條件下CO脫除率達(dá)到95%，但只能用于低CO濃度條件下（200ppm），限制了催化劑在工業(yè)條件下的應(yīng)用。中國專利CN104857957A公開的花球狀氧化鈰負(fù)載金納米顆粒催化劑，在25~60℃溫度范圍內(nèi)CO脫除效率達(dá)到99%，但其金負(fù)載量為1%~4%，且載體為微米級別的花球狀，活性組分為金納米顆粒，反應(yīng)后金納米顆粒易于團(tuán)聚，造成活性下降，使用壽命縮短，同樣限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種在較低溫度下即具有較好催化效果的材料。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種脫除煙氣中一氧化碳用催化劑，該催化劑以生物質(zhì)活性炭為載體，其上負(fù)載有活性組分金微米花；生物質(zhì)活性炭的粒度為0.25-0.425mm；活性組分金微米花為載體質(zhì)量的0.4%-2.5%；生物質(zhì)活性炭以椰子殼為原料制備得到。

優(yōu)選的，金微米花為載體質(zhì)量的1.96%-2.45%。