[發明專利]一種錳銅復合氧化物催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010450112.2
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111744498B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 鄧韜;鐘小禹;劉巍;劉澤龍;楊子坤;李洪發
• 申請（專利權）人: 廣州廣鋼氣體能源股份有限公司
• 主分類號: B01J23/889
• 分類號: B01J23/889;B01J35/10;B01J35/02;C01B21/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳嘉毅

本發明提供了一種錳銅復合氧化物催化劑及其制備方法與應用。所述錳銅復合氧化物催化劑包括以下組分：無定形的錳銅氧化物、活性氧化鋁、擬薄水鋁石；所述無定形的錳銅氧化物中錳與銅的摩爾比為(2～3)：1；所述無定形的錳銅氧化物中氧化錳的粒徑尺寸為1～10μm，錳銅氧化物中氧化銅的粒徑尺寸為1～10μm。本發明通過采用所述粒徑尺寸下的無定形錳銅氧化物與活性氧化鋁、擬薄水鋁石進行搭配，所獲得的錳銅復合氧化物催化劑能夠有效去除氮氣中低濃度的CO，能夠用于高純氮的生產制備中。

技術領域

本發明涉及高純制氮的技術領域，更具體地，涉及一種錳銅復合氧化物催化劑及其制備方法與應用。

背景技術

隨著中國經濟的快速發展，工業氣體作為國民經濟基礎工業要素之一，在國民經濟中的重要地位和作用日益凸顯。尤其是隨著互聯網時代的到來，電子、多晶硅等行業廣泛興起，高純氣體的需求越來越多。作為高純氣體的中的大宗氣體，高純氮氣在電子、多晶硅等行業的應用越來越廣泛，目前高純氮主要采用深冷精餾的方法從制氮裝置中獲得，得到的氣體中常常包含雜質水、二氧化碳(CO₂)和一氧化碳(CO)，隨著高純氣體的純度要求越來越高，對氣體中的雜質含量要求越來越嚴格，常需要對氮氣進行純化，目前氮氣中的雜質水和CO₂較容易去除，而CO較難去除。

目前用于去除CO的催化劑主要有負載型Au、Pt、Pd貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑，如錳銅基催化劑。由于貴金屬價格昂貴，發展含少量或不含貴金屬的過渡金屬氧化物催化劑，是當今的研究主流，如以錳銅基氧化物為主要成分的催化劑，中國專利(CN201710812414.8)公開了一種負載型銅錳催化劑，主要用于封閉空間的CO催化清除，其可以催化濃度在4000ppm及以上的CO。但對于高純氮除雜時，由于氣體中CO的濃度較低(濃度一般為小于2500ppmv)，此時無法有效對CO進行完全消除，整體CO的去除率不高。

發明內容

本發明為克服現有技術中錳銅基催化無法有效去除高純氮氣中低濃度CO的不足，提供一種錳銅復合氧化物催化劑，所述錳銅復合氧化物催化劑能夠在有效去除氮氣中含有的低濃度CO，去除率能達90％以上。

本發明的另一個目的在于提供所述錳銅復合氧化物催化劑的制備方法。

本發明的又一個目的在于提供所述錳銅復合氧化物催化劑的應用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種錳銅復合氧化物催化劑，包括以下按質量份數計算的組分：無定形的錳銅氧化物70～100份、活性氧化鋁10～30份、擬薄水鋁石10～30份；所述無定形的錳銅氧化物中錳與銅的摩爾比為(2～3)：1；

所述無定形的錳銅氧化物中氧化錳的粒徑尺寸為1～10μm，錳銅氧化物中氧化銅的粒徑尺寸為1～10μm。

發明人發現，采用上述粒徑尺寸的錳銅氧化物與活性氧化鋁和擬薄水鋁石配合，所組成的錳銅復合氧化物催化劑具有很強的催化CO能力，能夠有效去除低濃度CO。

優選地，包括以下按質量份數計算的組分：無定形的錳銅氧化物80～100份、活性氧化鋁10～20份、擬薄水鋁石10～15份。

優選地，所述無定形的錳銅氧化物中錳與銅的摩爾比為(2.3～2.6)：1，更優選為2.5：1

本發明所述活性氧化鋁的比表面積為150～280m²/g。

本發明所述擬薄水鋁石的比表面積為300～380m²/g。

本發明所述錳銅復合氧化物催化劑的制備方法，包括以下步驟：按比例將錳銅氧化物、活性氧化鋁、擬薄水鋁石進行混合；在100～110℃進行干燥，然后在230～260℃活化2～3小時，即得錳銅復合氧化物催化劑。優選地，在100℃進行干燥，然后在250℃活化2小時。