CN101890349A - 介孔二氧化硅基银催化剂的制备方法及其在一氧化碳氧化中的应用 - Google Patents

介孔二氧化硅基银催化剂的制备方法及其在一氧化碳氧化中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种介孔SiO2基Ag催化剂的制备方法及其在CO氧化中的应用。其特征是采用十二胺为模板剂一步法制备Ag/SiO2催化剂;将十二胺溶解到无水乙醇中,在水浴锅中一定温度下剧烈搅拌使其完全溶解;按一定比例、顺序和间隔时间加入硅源、去离子水、甲醛和硝酸银,继续搅拌一段时间,去离子水洗涤,抽滤,烘干,焙烧,制备出具有介孔结构的Ag/SiO2催化剂;并将其应用于CO低温催化氧化反应。本发明提供的制备方法可以制备出具有介孔结构、高比表面积的Ag/SiO2催化剂,其催化CO低温氧化活性高,具有较大的应用前景。

Description

介孔二氧化硅基银催化剂的制备方法及其在一氧化碳氧化中的应用
技术领域
本发明涉及一种介孔SiO2基Ag催化剂及其制备方法,并将其应用于催化CO低温氧化,属于无机纳米催化材料领域。 
背景技术
CO是许多工业环境和室内环境空气中的主要污染物之一,尤其是在激烈战场、火灾现场、矿井坑道等场合更是致命毒物。所以,CO的消除对于环境及工业生产等方面具有极其重要的现实意义,而催化氧化是一种简单、廉价而有效的方法。迄今为止,人们研究更多的是采用Pt、Rh、Au等贵金属催化剂来催化CO氧化。但因其价格昂贵、易失活等原因,限制了其在工业上的广泛应用。 
银是相对廉价,但是目前对于CO氧化净化效果不是很理想。Frey,K等利用共沉淀法制备Ag/TiO2催化剂,在60℃下CO的转化率达到50%(Frey,K;Iablokov,V;Melaet,G;Guczi,L;Kruse,N.Catal.Lett.2008,124,74-79)。Xu,R等利用水热法和浸渍法合成MnO2载体和Ag/MnO2催化剂,在126℃下CO的转化率达到90%(Xu,R;Wang,X;Wang,D.S;Zhou,K.B;Li,Y.D.J.Catal.2006,237,426-430.)。 
发明内容
本发明提供了一种介孔SiO2基Ag催化剂的制备方法及其在CO氧化中的应用。采用原位合成方法制备出具有介孔结构的Ag/SiO2催化剂,样品经焙烧后,孔径为2.2-2.8nm,比表面积为878-1142m2/g。其中Ag的质量百分含量为1-16%,百分含量易控,实验所用仪器简单、操作便捷、成本低廉。将该Ag/SiO2催化剂应用到催化CO低温氧化中。该方法在较低的温度下可以完全将CO氧化为CO2。 
本发明中Ag/SiO2催化剂的具体制备方法包括下述步骤: 
称取一定量的十二胺溶解到乙醇中,在水浴锅中20-50℃下剧烈搅拌使其完 全溶解。按一定比例、顺序和间隔时间加入硅源、去离子水、甲醛和硝酸银,继续搅拌24-48h,去离子水洗涤,抽滤,80-120℃干燥6-24h,400-600℃焙烧3-8h,制备出具有介孔结构的Ag/SiO2催化剂。本催化剂的制备在避光条件下进行。反应混合物的摩尔组成为: 
TEOS∶C12H25NH2∶C2H5OH∶AgNO3∶HCHO∶H2
=1∶0.2965∶7.593∶0.0055-0.088∶0.131∶24.58。 
所述的硅源为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯;水浴锅温度为20-50℃,搅拌时间为24-48h;该制备方法在避光的条件下进行。 
本发明以Ag/SiO2为催化剂,对催化CO低温氧化有高的活性,最低能在60℃使原料气的CO完全氧化成CO2,具有较大的工业应用前景。 
(1)采用十二胺作为模板剂制备出具有介孔结构的高比表面积的Ag/SiO2催化剂,操作简单,成本低廉。 
(2)所制备的的Ag/SiO2催化剂具有均一的介孔结构(孔径为2.2-2.8nm)和高比表面积(878-1142m2/g)。 
(3)制备的Ag/SiO2催化剂具有高的催化CO低温催化活性。 
(4)该法制备工艺和设备简单,重复性好,有很好的工业应用前景。 
附图说明
图1是Ag/SiO2催化剂的X-射线衍射图(XRD)。横坐标是两倍的衍射角(2θ),纵坐标是衍射峰的强度(cps)。 
图2是Ag/SiO2催化剂的N2吸附-脱附图。横坐标是相对压力(P/P0),纵坐标是吸收体积(cm3/g-1)。 
图3是Ag/SiO2催化剂的孔径分布图。横坐标是孔径(nm),纵坐标是孔体积(cc/g-nm-1)。 
图4是改变试剂添加顺序制备的Ag/SiO2催化剂CO低温氧化活性随反应温度变化曲线。横坐标是反应温度(℃),纵坐标是CO转化率(%)。 
图5是以正硅酸甲酯为硅源制备的Ag/SiO2催化剂CO低温氧化活性随反应温度变化曲线。横坐标是反应温度(℃),纵坐标是CO转化率(%)。 
图6是改变去离子水与甲醛溶液间隔时间制备的Ag/SiO2催化剂CO低温氧化活性随反应温度变化曲线。横坐标是反应温度(℃),纵坐标是CO转化率(%)。 
图7是改变甲醛溶液与硝酸银间隔时间制备的Ag/SiO2催化剂CO低温氧化活性随反应温度变化曲线。横坐标是反应温度(℃),纵坐标是CO转化率(%)。 
图8是改变硝酸银含量制备的Ag/SiO2催化剂CO低温氧化活性随反应温度变化曲线。横坐标是反应温度(℃),纵坐标是CO转化率(%)。 
图9是Ag/SiO2催化剂CO低温氧化活性随反应时间变化曲线。横坐标是反应时间(min),纵坐标是CO转化率(%)。 
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。 
实施例1 
1.25g十二胺加入到10ml无水乙醇中,水浴锅中25℃搅拌,十二胺完全溶解,至形成透明溶液。向溶液中加入5ml正硅酸乙酯,搅拌2h,再向溶液中加入10ml去离子水,搅拌1h,再向溶液中加入0.2ml甲醛溶液,搅拌0.5h,再向溶液中加入0.085g硝酸银,不断搅拌反应24h。用去离子水洗涤,过滤,在烘箱中100℃干燥12h,在空气气氛下马弗炉中450℃煅烧4h,即可得到Ag/SiO2催化剂。其XRD、N2吸附-脱附及孔径分布如图1,2,3所示。 
催化剂的活性评价在固定床连续流动微分反应器中进行,反应器为内径4mm的玻璃U型管,催化剂装填量为200mg,原料气组成:1%CO(体积比), 20%O2,79%He,气体流速为30ml/min,反应20min后产物气体中的CO经配有热导池检测器的GC-7890II气相色谱仪在线分析。反应活性通过CO的转化率表示。其催化活性结果见图4。 
实施例2 
按照实施例1的本发明制备方法,改变试剂添加顺序,依次为硝酸银、水、正硅酸乙酯、甲醛,催化活性见图4。 
实施例3 
按照实施例1的本发明制备方法,改变试剂添加顺序,依次为甲醛、硝酸银、水、正硅酸乙酯,催化活性见图4。 
实施例4 
按照实施例1的本发明制备方法,改变试剂添加顺序,依次为硝酸银、水、甲醛、正硅酸乙酯,催化活性见图4。 
实施例5 
按照实施例1的本发明制备方法,改变试剂添加顺序,依次为甲醛、正硅酸乙酯、水、硝酸银,催化活性见图4。 
实施例6 
按照实施例1的本发明制备方法,改变试剂添加顺序,依次为正硅酸乙酯、水、硝酸银、甲醛,催化活性见图4。 
实施例7 
按照实施例1的本发明制备方法,加入3.6ml正硅酸甲酯来代替正硅酸乙酯,催化活性见图5。 
实施例8 
按照实施例1的本发明制备方法,再向溶液中加入0.2ml甲醛溶液之前搅拌 时间变为30min,催化活性见图6。 
实施例9 
按照实施例1的本发明制备方法,再向溶液中加入0.085g硝酸银之前搅拌时间变为10min,催化活性见图7。 
实施例10 
按实施例1的本发明制备方法,硝酸银加入量变为0.17g。催化活性见图8。 
实施例11 
对于实例1中的催化剂,在60℃反应条件下考察其对于催化CO低温氧化反应的活性稳定性。催化活性见图9。 
实施例12 
按照实施例1的本发明制备方法,水浴锅温度变为40℃,混合溶液在加入硝酸银后搅拌48h,在120℃下干燥24h,马弗炉600℃下煅烧8h。原料气组成:1%CO(体积比),0.5%O2,98.5%He,气体流速为100ml/min。所制备的催化剂室温转化效率仅为5%,CO完全转化温度为280℃。 
表1Ag/SiO2催化剂性能指标 
  样品名称   比表面积  (m2/g)   孔径  (nm)   银理论加入量  (wt%)   银测量实际量(wt%)
  实例1   913   2.76   4   2.72
  实例2   1142   2.47   4   2.07
  实例3   877   2.19   4   1.62
  实例4   936   2.47   4   2.68
  实例5   899   2.2   4   3.19
  实例6   1110   2.2   4   3.26

Claims (8)

1.一种介孔SiO2基Ag催化剂的制备方法,其特征在于:采用十二胺为模板剂一步法制备Ag/SiO2催化剂;称取十二胺溶解到无水乙醇中,在水浴锅中一定温度下剧烈搅拌使其完全溶解;按一定比例、顺序和间隔时间加入硅源、去离子水、甲醛和硝酸银,继续搅拌一段时间,去离子水洗涤,抽滤,烘干,焙烧,制备出具有介孔结构的Ag/SiO2催化剂;具体如下:
所述的反应混合物的摩尔组成为:
TEOS∶C12H25NH2∶C2H5OH∶AgNO3∶HCHO∶H2O
=1∶0.2965∶7.593∶0.0055-0.088∶0.131∶24.58;
所述的硅源为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯;
水浴锅温度为20-50℃,搅拌时间为24-48h;
该制备方法在避光的条件下进行。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:改变硅源、硝酸银和甲醛三者的加入顺序,任意顺序加入。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:再向溶液中加入硝酸银之前搅拌时间为10-120min。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:再向溶液中加入甲醛溶液之前搅拌时间为10-120min。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:催化剂的烘干温度为80-120℃,烘干时间为6-24h。
6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:催化剂的焙烧温度为400-600℃,焙烧时间为3-8h。
7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:催化剂的银的质量百分含量为1-16%。
8.权利要求1所述的制备方法在CO氧化中应用,其特征在于:在原料混合气体积配比为1%CO,0.5-20%O2,98.5-79%He,总流速为30-100ml/min,活性测试连续操作,活性测试温度为20-90℃的条件下将其应用于催化CO低温氧化。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102343265A (zh) * 2011-07-25 2012-02-08 大连理工大学 一种用于co常温氧化的纳米银催化剂及其制备方法
CN102886261A (zh) * 2012-09-10 2013-01-23 北京工业大学 一种花状Pd/CeO2三效催化剂的醇水溶剂热合成方法
CN103447028A (zh) * 2013-08-30 2013-12-18 武汉理工大学 一种形貌可控的纳米银核/介孔二氧化硅壳结构的制备方法
CN104437666A (zh) * 2014-12-18 2015-03-25 上海理工大学 一种Al-SBA-15载体、Ag/Al-SBA-15催化剂、它们的制备方法及催化剂在防治环境污染中的应用
CN104492458A (zh) * 2014-12-18 2015-04-08 上海理工大学 一种AgCu催化剂、其制备方法和在防治环境污染中的应用
RU2557229C1 (ru) * 2014-04-16 2015-07-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) Катализатор низкотемпературного окисления монооксида углерода и способ его применения
CN108837694A (zh) * 2018-07-02 2018-11-20 宁夏大学 一种从烟气中去除零价汞并固定离子汞的方法
CN113509903A (zh) * 2020-04-09 2021-10-19 石河子大学 一种光刺激响应型材料及其制备方法和应用

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107597185A (zh) * 2017-09-22 2018-01-19 浙江海洋大学 一种制备一氧化碳低温催化剂的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020061817A1 (en) * 2000-09-27 2002-05-23 Kyung-Il Choi Method for preparing a catalyst for selective catalytic reduction of nitrogen oxides at high temperature window
CN1715240A (zh) * 2004-06-28 2006-01-04 中国科学院理化技术研究所 纳米银壳/单分散二氧化硅复合颗粒材料及其制法和用途
CN101224422A (zh) * 2008-02-02 2008-07-23 南京大学 一种二氧化硅负载纳米银催化剂、其制备方法及其应用
CN101301608A (zh) * 2008-06-26 2008-11-12 南京大学 一种二氧化硅负载纳米银催化剂、其制备方法及其应用
CN101733145A (zh) * 2009-12-02 2010-06-16 齐齐哈尔大学 介孔分子筛催化剂,其制备方法及在制备醛酮中的应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020061817A1 (en) * 2000-09-27 2002-05-23 Kyung-Il Choi Method for preparing a catalyst for selective catalytic reduction of nitrogen oxides at high temperature window
CN1715240A (zh) * 2004-06-28 2006-01-04 中国科学院理化技术研究所 纳米银壳/单分散二氧化硅复合颗粒材料及其制法和用途
CN101224422A (zh) * 2008-02-02 2008-07-23 南京大学 一种二氧化硅负载纳米银催化剂、其制备方法及其应用
CN101301608A (zh) * 2008-06-26 2008-11-12 南京大学 一种二氧化硅负载纳米银催化剂、其制备方法及其应用
CN101733145A (zh) * 2009-12-02 2010-06-16 齐齐哈尔大学 介孔分子筛催化剂,其制备方法及在制备醛酮中的应用

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102343265A (zh) * 2011-07-25 2012-02-08 大连理工大学 一种用于co常温氧化的纳米银催化剂及其制备方法
CN102886261A (zh) * 2012-09-10 2013-01-23 北京工业大学 一种花状Pd/CeO2三效催化剂的醇水溶剂热合成方法
CN103447028A (zh) * 2013-08-30 2013-12-18 武汉理工大学 一种形貌可控的纳米银核/介孔二氧化硅壳结构的制备方法
CN103447028B (zh) * 2013-08-30 2015-04-08 武汉理工大学 一种形貌可控的纳米银核/介孔二氧化硅壳结构的制备方法
RU2557229C1 (ru) * 2014-04-16 2015-07-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) Катализатор низкотемпературного окисления монооксида углерода и способ его применения
CN104437666A (zh) * 2014-12-18 2015-03-25 上海理工大学 一种Al-SBA-15载体、Ag/Al-SBA-15催化剂、它们的制备方法及催化剂在防治环境污染中的应用
CN104492458A (zh) * 2014-12-18 2015-04-08 上海理工大学 一种AgCu催化剂、其制备方法和在防治环境污染中的应用
CN108837694A (zh) * 2018-07-02 2018-11-20 宁夏大学 一种从烟气中去除零价汞并固定离子汞的方法
CN108837694B (zh) * 2018-07-02 2021-04-02 宁夏大学 一种从烟气中去除零价汞并固定离子汞的方法
CN113509903A (zh) * 2020-04-09 2021-10-19 石河子大学 一种光刺激响应型材料及其制备方法和应用
CN113509903B (zh) * 2020-04-09 2022-06-28 石河子大学 一种光刺激响应型材料及其制备方法和应用

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