[發(fā)明專利]一種甲醛低溫催化氧化用高性能催化劑及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202011284925.5 | 申請(qǐng)日： | 2020-11-17 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN112473671B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-11-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 吳貴升;樊犇;徐會(huì)佳;毛東森 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B01J23/75 | 分類號(hào)： | B01J23/75;B01J37/02;B01J37/08;B01J37/16;B01D53/86;B01D53/72 |
| 代理公司： | 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225 | 代理人： | 蔣亮珠 |
| 地址： | 201418 *** | 國(guó)省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 甲醛 低溫 催化 氧化 性能 催化劑 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
1.一種甲醛低溫催化氧化用高性能催化劑的制備方法，其特征在于，該催化劑包括CuOx、CoOy和活性炭，其中Co、Cu與C的摩爾比為(2.0-15.0): (4.0-16.0): (69.0-94.0)，制備方法包括以下步驟：
（1）按摩爾比，將Cu(NO3)2·3H2O溶解后，在攪拌狀態(tài)下與活性炭混合反應(yīng)，得到反應(yīng)液；將反應(yīng)液升溫后，繼續(xù)攪拌至液體蒸干，再進(jìn)行干燥，并在N2氣氛下焙燒后，得到Cu/C催化劑；所述焙燒的溫度為600-700℃，時(shí)間為1.5-2.5 h；
（2）按摩爾比，將Co(NO3)2·6H2O溶解后，在攪拌狀態(tài)下與Cu/C催化劑混合反應(yīng)，得到反應(yīng)液；將反應(yīng)液升溫后，繼續(xù)攪拌至液體蒸干，再進(jìn)行干燥，并在N2氣氛下焙燒后，得到甲醛低溫催化氧化用高性能催化劑；所述焙燒的溫度為300-400℃，時(shí)間為1.5-2.5 h；
采用鈷負(fù)載在預(yù)還原的Cu/C催化劑表面，在催化過(guò)程中，預(yù)還原產(chǎn)生的Cu+物種可以對(duì)甲醛起到有效地吸附并發(fā)生脫氫，而Co3O4物種在活性炭的作用下形成豐富的氧空位，對(duì)甲醛氧化以及甲醛在銅表面的脫氫形成的CO物種進(jìn)一步起到氧化作用，所制備的用于甲醛低溫催化氧化的催化劑在惰性氣氛中活化處理后，表現(xiàn)出高的催化活性和穩(wěn)定性，催化劑在40℃呈現(xiàn)一定的初始活性，并且優(yōu)化后催化劑的甲醛完全氧化的溫度低于100℃，CO2的選擇性達(dá)到100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醛低溫催化氧化用高性能催化劑的制備方法，其特征在于，所述的Co、Cu與C的摩爾比為(3.0-10.0): (5.0-15.0): (82.0-89.0)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的甲醛低溫催化氧化用高性能催化劑的制備方法，其特征在于，所述的Co、Cu與C的摩爾比為3.0: 10.0: 87.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的甲醛低溫催化氧化用高性能催化劑的制備方法，其特征在于，所述的Co、Cu與C的摩爾比為6.0: 5.0: 89.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的甲醛低溫催化氧化用高性能催化劑的制備方法，其特征在于，所述的Co、Cu與C的摩爾比為8.0: 6.0: 86.0。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的甲醛低溫催化氧化用高性能催化劑的制備方法，其特征在于，所述的Co、Cu與C的摩爾比為10.0: 8.0: 82.0。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醛低溫催化氧化用高性能催化劑的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述攪拌的轉(zhuǎn)速為320-380 r/min，時(shí)間為1-3 h；所述升溫的溫度為58-63℃；所述干燥的溫度為110-125℃，時(shí)間為8-16 h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醛低溫催化氧化用高性能催化劑的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述攪拌的轉(zhuǎn)速為320-380 r/min，時(shí)間為1-3 h；所述升溫的溫度為58-63℃；所述干燥的溫度為110-125℃，時(shí)間為8-16 h。
9.一種如權(quán)利要求1所述的方法制備的甲醛低溫催化氧化用高性能催化劑的應(yīng)用，其特征在于，該催化劑應(yīng)用在甲醛的低溫催化氧化中；
該催化劑在催化氧化前，需要在N2氣氛，180-220℃下，預(yù)處理20-40 min；所述的甲醛低溫催化氧化的反應(yīng)成分包括600 ppm HCHO，10 vol.%O2和平衡氣N2，反應(yīng)溫度為40-120℃。
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