[發明專利]一種一氧化碳催化氧化催化劑及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202011283327.6
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112517016A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 毛東森;劉妍敏;俞俊;郭曉明;吳貴升
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J35/10;B01J37/10;B01J37/08;B01D53/86;B01D53/62
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

本發明涉及一種一氧化碳催化氧化催化劑及其制備方法與應用，制備方法包括：首先將銅源與鈰源加入至溶劑中，并攪拌混合均勻，得到前驅體溶液；之后將前驅體溶液轉移至反應釜中密閉，并加熱以進行溶劑熱反應，所得反應產物混合液依次經過過濾、洗滌、干燥、煅燒過程后，即得到CuO?CeO₂催化劑。與現有技術相比，本發明采用一步溶劑熱法來制備CuO?CeO₂催化劑，所得催化劑產品具有純度高、均勻性好等優點，在一氧化碳催化氧化反應中表現出較高的催化活性與良好的催化穩定性，具有較好的工業應用前景。

技術領域

本發明屬于化工催化劑制備技術領域，涉及一種一氧化碳催化氧化催化劑及其制備方法與應用。

背景技術

在面對全球環境變化問題的眾多考慮中，大氣污染被認為是對健康有害的首要問題之一，而一氧化碳(CO)作為一種有毒有害氣體，是碳或含碳化合物不完全燃燒的主要產物，內燃機排放廢氣中的主要污染物，可誘發多種環境問題和健康問題。在眾多CO去除方法中，催化氧化法被認為是一種最有發展潛力的有效方法，而在該方法所用的催化劑中，得益于CeO₂優良的氧化還原性能、儲放氧性能，以及CuO和CeO₂之間的協同作用，CuO-CeO₂催化劑作為一種非貴金屬氧化物催化劑表現出與貴金屬催化劑相當的催化性能，并且由于CuO-CeO₂催化體系的成本較低，而使其作為貴金屬催化劑的有效替代品，近年來在CO催化氧化反應領域中得到了廣泛的關注與研究。

隨著催化科學的迅速發展，人們逐漸認識到固體催化劑的結構組成、表面形貌、粒徑尺寸、孔徑分布以及活性組分分散度等對其催化性能有著不可忽視的影響，而催化劑的制備方法及工藝條件則對上述特征具有決定性影響。如專利CN201410285884.X公開了將鈰鹽溶液與堿溶液進行混合，經陳化、冷卻、離心、洗滌、干燥得到CeO₂載體，然后采用絡合沉積沉淀法將載體分散在銅氨絡合溶液中，并向其中加入堿溶液進行反應，再經陳化、冷卻、離心、洗滌、干燥、焙燒制得CuO-CeO₂催化劑；專利CN200310122165.8公開了將硝酸和檸檬酸依次滴加于鈰鹽溶液中，采用溶膠-凝膠法制備出CeO₂載體，然后采用浸漬法將CeO₂載體加入到銅鹽溶液中制備得到CuO/CeO₂催化劑；專利CN201310611410.5公開了分別使用弱堿和強堿作為沉淀劑，使用共沉淀法制備得到CuO-CeO₂催化劑。上述幾種制備方法中均具有制備過程繁瑣、不易控制、耗時長且制得的催化劑活性組分在載體上分布不均勻等缺點。因此，發明出制備過程簡單、耗時短的催化劑的制備方法具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的就是提供一種一氧化碳催化氧化催化劑及其制備方法與應用，用于解決現有CuO-CeO₂催化劑制備過程繁瑣、耗時長以及催化劑抗水性較差的問題。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種一氧化碳催化氧化催化劑的制備方法，包括以下步驟：

1)將銅源與鈰源加入至溶劑中，并攪拌混合均勻，得到前驅體溶液；

2)將前驅體溶液轉移至反應釜中密閉，并加熱以進行溶劑熱反應，所得反應產物混合液依次經過過濾、洗滌、干燥、煅燒過程后，得到CuO-CeO₂催化劑，即為所述的一氧化碳催化氧化催化劑。

進一步地，步驟1)中，所述的銅源包括硝酸銅、醋酸銅或硫酸銅中的至少一種；所述的鈰源包括硝酸鈰或硝酸鈰銨中的至少一種。