[其他]鉑、鈀/氧化鈦脫氧催化劑

無效

• 申請號: 85102710
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102710A
• 公開（公告）日: 1986-09-17
• 發明（設計）人: 劉蕙菁;洪祖培;陳怡萱;李文釗;唐學淵;張俊香;于豐云
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01J23/42
• 分類號: B01J23/42;B01J23/44;B01J32/00;C01B3/58;C01B21/04
• 代理公司: 中國科學院大連化學物理研究所專利代理處
• 代理人: 汪惠民

本發明鉑、鈀/氧化鈦是普氫脫氧制取超純氫氣或普氮定量加氫除氧的催化劑。它可用于電子工業，半導體材料和器件生產，現代化工、油脂化學、冶金、儀表、宇航和原子能等工業所需的超純氫或氮氣的制備和生產過程。

催化劑除氧的原理是在催化劑的作用下使混合在原料氫氣中的雜質氧或者普氮中定量加氫與雜質氧反應生成水汽（H₂O）而除去。

目前用催化轉化法凈化普氫的催化劑有鈀/氧化鋁（參見Nissan Girdler Catalyst CO-LTD.Inspection Report On HI-P Catalyst（P.O.No 738288）1980）;鈀/分子篩（參見吳彥敏編“氣體純化”21，1983，國防工業出版社）;鈀/碳纖維（參見楊學仁等，催化學報1（2）81，1980）和以氧化鋁或氧化硅為載體，貴金屬添加鐵、鈷、鎳、稀土氧化物等催化劑（參見1983年日本專利J58026004，J58174239）。上述催化劑的單位時間處理量按空迅計算為10000～20000小時^-1，凈化后成品氣的殘留氧含量在0.5～10ppm，并且一般都需要活化和再生。

普氮凈化脫除雜質氧的方法一般采用變價氧化物吸收法，碳燃燒消耗法和加氫催化轉化法。吸收法常用的脫氧劑有氧化錳（MnOx）、氧化銀（Ag₂O）、氧化銅（CuOx）（參見吳彥敏編“氣體純化”23，1983，國防工業出版社），碳燃燒消耗的材料有鈀-碳和木炭以上兩種脫氧劑的脫氧量有限，前者一般每克脫氧劑脫除氧5-15毫升，后者雖然每克可除氧1500毫升，但屬于消耗型一旦材料耗盡就失效，并且在較高溫度320-900℃下使用，而且產生新的雜質CO₂和CO。

本發明的目的是制備一種活性高的催化劑，以提高普氫脫氧或普氮定量加氫脫除氧的單位時間處理量，提高脫氧深度并且在使用過程中免除催化劑的活化和再生。為此，本發明采用N型半導體二氧化鈦作載體，貴金屬鉑或鉑、鈀雙組份作催化劑的活性成份，并考慮到金屬-半導體之間的相互作用等因素，用溶液浸漬、化學還原、高溫氫處理等方法研制出空速大（10000～30000小時^-1），催化脫氧深度深（殘氧量20ppb～0.2ppm）無需活化和再生的普氫除氧，普氮定量加氫脫氧催化劑。該催化劑的貴金屬含量A∶鉑0.1～5.0%或B∶鉑、鈀0.1～5.0%（重量比），后者鉑、鈀比例為1∶1。

該催化劑的制備步驟是：浸漬→洗滌→干燥→成型→高溫氫處理。即二氧化鈦粉末（銳鈦礦）懸浮在氯鉑酸或氯鉑酸與氯化鈀混合水溶液中浸漬，水合聯氨還原，去離子水洗滌，80-120℃干燥，壓片成型，管式爐中氫處理，處理溫度范圍500～700℃，成品催化劑的電導率為10^-4～10^-1l/Ω·cm，比表面積8-12米²/克，堆密度1.1～1.5克/毫升，氫處理時間1～3小時。

實例1：0.2%（Pt+Pd）/TiO₂的制備

在5立升容量的瓷桶內注入3500毫升去離子水，加入18毫升氯鉑酸水溶液（0.1MH₂PtCl₆·6H₂O）和氯化鈀水溶液42毫升，攪拌均勻后加入200克二氧化鈦粉末，浸攪12小時后加入水合聯氨120毫升（50%N₂H₄·H₂O），繼續攪拌3小時，用去離子水洗滌，直至無Cl^-，置于烘箱內80～120℃干燥，粉碎過篩，用壓片機成型3×3mm園柱狀顆粒。再置于管狀爐內500℃H₂氣氛下處理2小時，自然降溫。

本發明用于普氫去除雜質氧，使用條件是：

常壓、常溫;100公斤/厘米²（氫壓）、反應溫度90～100℃;170公斤/厘米、反應溫度110℃

空速范圍10000～30000小時^-1;催化劑床層高徑比不小于10;無需活化和再生。按上述條件使用，經本發明凈化后的成品氣殘留雜質氧含量20ppb～0.2ppm。

實例2：在凈化管內填裝催化劑（催化劑床層高徑比大于10）0.2%（Pt+Pd）/TiO₂。10000小時^-1空速，常壓，常溫，普氫（雜質氧500ppm）凈化成品氣殘氧量為20ppb（TE-150色、質譜儀分析）。