CN104128192A - 一种co低温催化氧化催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents
一种co低温催化氧化催化剂及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104128192A CN104128192A CN201410333221.0A CN201410333221A CN104128192A CN 104128192 A CN104128192 A CN 104128192A CN 201410333221 A CN201410333221 A CN 201410333221A CN 104128192 A CN104128192 A CN 104128192A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- nano particle
- tio
- preparation
- catalytic oxidation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 79
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 52
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 18
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical group CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 63
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 4
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 2
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000010718 Oxidation Activity Effects 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 231100000566 intoxication Toxicity 0.000 description 1
- 230000035987 intoxication Effects 0.000 description 1
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 description 1
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 230000002468 redox effect Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种CO低温催化氧化催化剂及其制备方法,所述的催化剂由载体TiO2和活性组分Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒组成,所述的催化剂中,Pt的负载量为0.1wt%~5wt%,Fe3O4的负载量为2wt%~20wt%;所述Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒是通过如下方法获得的:室温下往Fe3O4纳米颗粒的TEG溶液中加入氯铂酸,搅拌后,通H2还原,即得Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒;本发明催化剂的制备方法简单,易于扩大规模进行工业生产,磁性Fe3O4纳米颗粒的添加,大大提高了催化剂对CO的催化氧化性能,实现了低温下CO完全氧化,且催化剂稳定性良好。
Description
(一)技术领域
本发明属于催化剂技术领域,具体涉及一种Pt-Fe3O4/TiO2催化剂及其制备方法,以及在CO低温催化氧化中的应用,磁性Fe3O4纳米颗粒的添加大大提高了催化剂对CO的催化氧化活性。
(二)背景技术
工业生产及汽车尾气中产生大量的挥发性气体,特别是汽车尾气,根据相关部门统计,空气中60%~70%的空气污染物来源于汽车尾气,其中排放气中就含有大量的CO。CO是一种无色无味、难溶于水的气体,它进入人体之后会和人体血液中的血红蛋白结合,进而排挤血红蛋白与氧气的结合,从而出现缺氧,导致人体中毒;另一方面,CO的物理、化学性质比较稳定,一般情况下不易将其消除。目前消除CO等挥发性气体最有效的办法就是通过催化氧化,所以制备高性能的催化剂对于消除CO至关重要。
在矿井生产中,因CO中毒引发的事故非常的多,所以做好防止CO中毒的工作迫在眉睫。传统的CO防护方法一般采用自救器、压缩氧和氧气发生器。其中自救器具有体积小、携带方便等优点,被广泛的应用于矿井的救护。但是由于CO催化反应是一个高放热反应,工人在佩戴时容易产生不适感,容易造成摘掉自救器而发生危险。因此,研究低温下使CO高效转化的催化剂,以防止因CO引起的中毒事故,对保障矿井安全生产有一定意义。
最近几年,能源问题日益突出,开发新能源成为人们关注的焦点,其中燃料电池由于清洁无污染等性质备受人们的关注。尤其是车载质子交换膜燃料电池(PEMFC),一般在80~120℃下工作。燃料电池所需的H2原料来自于车载甲醇或者烃类进行重整制氢得到,同时伴随着CO等副产物的产生。一般而言,经变换反应后的富氢气体中,通常约含有25%CO2,74%H2,0.5%~1.0%CO和少量的H2O。但是少量的CO就会对燃料电池中的Pt电极造成中毒而使燃料电池性能明显下降,所以需要在富氢体系中降低CO浓度至10ppm以内,选择合适的催化剂是该技术的关键之处。
Fe3O4是一种重要的磁性材料。在Fe3O4立方反尖晶石结构中,O2-的四方体间隙位置有Fe3+占据,而八面体位置由Fe2+和Fe3+占据。位于八面体间隙的Fe2+和Fe3+之间的电子传递使得他具有独特的电学跟磁学性能。所以Fe3O4磁性材料,特别是纳米及微米级磁性粉体材料在磁流体、磁记录材料、催化剂领域有着重要的作用。
影响Fe3O4性能的主要因素包括以下几点:超顺磁性、矫顽力、磁饱和量、结晶度及粒径和形貌。目前四氧化三铁微粒的制备方法主要有物理方法和化学方法。采用物理方法制备的催化剂一般产品纯度低、形貌也不均一,所以一般不采用。采用化学法制备的纳米粒子一般质量较好,操作方法也比较容易,生产成本也较低。本文所用的四氧化三铁纳米颗粒,采用热分解法,硝酸铁在二缩三乙二醇(TEG)中加热分解制备得到纳米级四氧化三铁。其中TEG既是溶剂,又是还原剂,同时还有稳定纳米颗粒使其不易团聚的特点。
(三)发明内容
本发明的首要目的在于提供一种含有磁性Fe3O4纳米颗粒的组合型Pt-Fe3O4/TiO2催化剂,本发明催化剂具有制备工艺简单,原料来源广泛且可回收利用,催化活性高,稳定性好等优点。
本发明采用如下技术方案:
一种CO低温催化氧化催化剂,所述的催化剂由载体TiO2和活性组分Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒组成,所述的催化剂中,Pt的负载量为0.1wt%~5wt%,Fe3O4的负载量为2wt%~20wt%;所述Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒是通过如下方法获得的:室温下往Fe3O4纳米颗粒的TEG溶液中加入氯铂酸,搅拌后,通H2还原,即得Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒。
本发明所述的CO低温催化氧化催化剂中,优选所述Pt的负载量为1wt%~2wt%,特别优选为1wt%;优选所述Fe3O4的负载量为5wt%~10wt%,特别优选为5wt%。
本发明还提供了一种本发明所述催化剂的制备方法,所述的制备方法为:将硝酸铁加入到二缩三乙二醇(TEG)中形成混合溶液,然后在惰性气体保护下将所述混合溶液加热升温至200~350℃,自然冷却得到含有Fe3O4纳米颗粒的TEG溶液;室温下往所述含有Fe3O4纳米颗粒的TEG溶液中加入氯铂酸,搅拌1~10h,通H2还原0.5~5h,得到Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒的溶液;将所述Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒的溶液与TiO2混合,磁力搅拌使Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒完全吸附于TiO2表面,过滤、洗涤、干燥、焙烧得到Pt-Fe3O4/TiO2催化剂,即所述的CO低温催化氧化催化剂。
本发明所述的制备方法中,所述Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒的制备不需要稳定剂,仅在TEG溶液中即可制备得到纳米颗粒。所制得的Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒尺寸小,在3~5nm左右。
本发明所述的制备方法中,所述TEG的体积用量以硝酸铁的质量计可以为50~250mL/g,优选为125~250mL/g。
所述TiO2、硝酸铁与氯铂酸的投料质量比可以为1:0.26~1.04:0.026~0.106,优选为1:0.26~0.52:0.026~0.053。
本发明所述的制备方法中,所述洗涤用的溶剂可以为丙酮。
所述焙烧的温度可以为200~400℃,焙烧时间为1~4小时;优选焙烧温度为300℃,焙烧时间为2小时。
本发明所述的催化剂可应用于CO的催化氧化,所述的应用方法为:20~80℃下,将所制得的Pt-Fe3O4/TiO2催化剂置于固定床微型反应器中,通入CO、O2、N2,调整气体流速,使得CO:O2:N2=1:1~20:40~200(V/V),并且在反应空速(GHSV)为30000~120000mL/(g·h)的条件下,进行CO的催化氧化反应。
本发明利用透射电子显微镜(TEM)观察催化剂的形貌和孔结构,利用程序升温氢气还原(H2-TPR)和原位红外(FT-IR)分析催化剂表面的氧化还原性质,利用CO检测器测定催化剂对CO氧化的催化活性。结果表明,添加磁性Fe3O4纳米颗粒,可以有效的降低CO完全氧化的温度,实现低温下CO完全氧化,且稳定性良好。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
(1)本发明催化剂的制备方法简单,Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒无需在外加稳定剂的条件下即可稳定存在,后处理简单,环境友好,且易于扩大规模进行工业生产。
(2)磁性Fe3O4纳米颗粒的添加,大大提高了催化剂对CO的催化氧化性能,实现了低温下CO完全氧化,且催化剂稳定性良好。
(四)附图说明
图1是不同的CO进料浓度下CO转化率达到100%时所需要的温度;
图2是不同的进料空速下CO转化率达到100%时所需要的温度;
图3是不同的Fe负载量在CO转化率达到100%时所需要的温度。
(五)具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行进一步说明,并结合附图对本发明所述的Pt-Fe3O4/TiO2催化剂催化氧化CO的性能进行评价。
Pt-Fe3O4/TiO2催化剂的制备
实施例1
将0.26g硝酸铁加入到60mL TEG中形成混合溶液,然后在惰性气体保护下将所述混合溶液加热升温至250℃,自然冷却得到含有Fe3O4纳米颗粒的TEG溶液;室温下往所述含有Fe3O4纳米颗粒的TEG溶液中加入0.026g氯铂酸,搅拌2h,通H2还原1h,得到Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒的溶液;将所述Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒的溶液与1g TiO2混合,磁力搅拌使Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒完全吸附于TiO2表面,过滤、洗涤、干燥,250℃焙烧2h得到Pt-Fe3O4/TiO2催化剂,即所述的CO低温催化氧化催化剂。
实施例2
将0.26g硝酸铁加入到60mL TEG中形成混合溶液,然后在惰性气体保护下将所述混合溶液加热升温至250℃,自然冷却得到含有Fe3O4纳米颗粒的TEG溶液;室温下往所述含有Fe3O4纳米颗粒的TEG溶液中加入0.052g氯铂酸,搅拌2h,通H2还原1h,得到Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒的溶液;将所述Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒的溶液与1g TiO2混合,磁力搅拌使Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒完全吸附于TiO2表面,过滤、洗涤、干燥,250℃下焙烧2h得到Pt-Fe3O4/TiO2催化剂,即所述的CO低温催化氧化催化剂。
对比例1
室温下将0.052g氯铂酸加入60mL TEG中,搅拌溶解,通H2还原1h,得到Pt纳米颗粒的溶液;将所得Pt纳米颗粒的溶液与1g TiO2混合,磁力搅拌使Pt纳米颗粒完全吸附于TiO2表面,过滤、洗涤、干燥,250℃下焙烧2h,得到Pt/TiO2催化剂。
Pt-Fe3O4/TiO2催化剂活性的评价
实施例3
称取0.1g实施例2制得的Pt-Fe3O4/TiO2催化剂置于内径为8mm的U型石英管反应器中,调整气体流量使CO:O2:N2=1:40:160(体积比),其中CO的体积浓度为5000ppm,反应空速(GHSV)为60000mL/(g·h),反应温度为25℃,CO浓度和产物利用CO检测器测定。
反应结果表明,在25℃下通过催化剂体系后,CO的转化率为100%。
实施例4
称取0.1g实施例2制得的Pt-Fe3O4/TiO2催化剂置于内径为8mm的U型石英管反应器中,调整气体流量使CO:O2:N2=1:20:80(体积比),其中CO的体积浓度为10000ppm,反应空速(GHSV)为60000mL/(g·h),反应温度为28℃,CO浓度和产物利用CO检测器测定。
反应结果表明,在28℃下通过催化剂体系后,CO的转化率为100%。
实施例5
称取0.1g实施例2制得的Pt-Fe3O4/TiO2催化剂置于内径为8mm的U型石英管反应器中,调整气体流量使CO:O2:N2=1:13.3:53.3(体积比),其中CO的体积浓度为15000ppm,反应空速(GHSV)为60000mL/(g·h),反应温度为32℃,CO浓度和产物利用CO检测器测定。
反应结果表明,在32℃下通过催化剂体系后,CO的转化率为100%。
实施例6
称取0.1g实施例2制得的Pt-Fe3O4/TiO2催化剂置于内径为8mm的U型石英管反应器中,调整气体流量使CO:O2:N2=1:10:40(体积比),其中CO的体积浓度为20000ppm,反应空速(GHSV)为60000mL/(g·h),反应温度为35℃,CO浓度和产物利用CO检测器测定。
反应结果表明,在35℃下通过催化剂体系后,CO的转化率为100%。
实施例3~6在不同的CO进料浓度下,Pt-Fe3O4/TiO2催化剂活性评价结果见附图1。
实施例7
称取0.1g实施例1制得的Pt-Fe3O4/TiO2催化剂置于内径为8mm的U型石英管反应器中,调整气体流量使CO:O2:N2=1:10:40(体积比),其中CO的体积浓度为20000ppm,反应空速(GHSV)为60000mL/(g·h),反应温度为38℃,CO浓度和产物利用CO检测器测定。
反应结果表明,在38℃下通过催化剂体系后,CO的转化率为100%。
实施例8
称取0.1g实施例1制得的Pt-Fe3O4/TiO2催化剂置于内径为8mm的U型石英管反应器中,调整气体流量使CO:O2:N2=1:10:40(体积比),其中CO的体积浓度为20000ppm,反应空速(GHSV)为90000mL/(g·h),反应温度为42℃,CO浓度和产物利用CO检测器测定。
反应结果表明,在42℃下通过催化剂体系后,CO的转化率为100%。
实施例9
称取0.1g实施例1制得的Pt-Fe3O4/TiO2催化剂置于内径为8mm的U型石英管反应器中,调整气体流量使CO:O2:N2=1:10:40(体积比),其中CO的体积浓度为20000ppm,反应空速(GHSV)为120000mL/(g·h),反应温度为48℃,CO浓度和产物利用CO检测器测定。
反应结果表明,在48℃下通过催化剂体系后,CO的转化率为100%。
实施例7~9在不同的反应空速下,Pt-Fe3O4/TiO2催化剂活性评价结果见附图2。
实施例10
称取0.1g Fe负载量为2wt%的Pt-Fe3O4/TiO2催化剂置于内径为8mm的U型石英管反应器中,调整气体流量使CO:O2:N2=1:10:40(体积比),其中CO的体积浓度为20000ppm,反应空速(GHSV)为60000mL/(g·h),反应温度为64℃,CO浓度和产物利用CO检测器测定。
反应结果表明,在64℃下通过催化剂体系后,CO的转化率为100%。
实施例11
称取0.1g Fe负载量为5wt%的Pt-Fe3O4/TiO2催化剂置于内径为8mm的U型石英管反应器中,调整气体流量使CO:O2:N2=1:10:40(体积比),其中CO的体积浓度为20000ppm,反应空速(GHSV)为60000mL/(g·h),反应温度为35℃,CO浓度和产物利用CO检测器测定。
反应结果表明,在35℃下通过催化剂体系后,CO的转化率为100%。
实施例12
称取0.1g Fe负载量为10wt%的Pt-Fe3O4/TiO2催化剂置于内径为8mm的U型石英管反应器中,调整气体流量使CO:O2:N2=1:10:40(体积比),其中CO的体积浓度为20000ppm,反应空速(GHSV)为60000mL/(g·h),反应温度为58℃,CO浓度和产物利用CO检测器测定。
反应结果表明,在58℃下通过催化剂体系后,CO的转化率为100%。
对比例2
称取0.1g对比例1制得的Pt/TiO2催化剂置于内径为8mm的U型石英管反应器中,调整气体流量使CO:O2:N2=1:10:40(体积比),其中CO的体积浓度为20000ppm,反应空速(GHSV)为60000mL/(g·h),反应温度为85℃,CO浓度和产物利用CO检测器测定。
反应结果表明,在85℃下通过催化剂体系后,CO的转化率为100%。
实施例10~12和对比例2当Fe的负载量不同时,催化剂的活性评价结果见附图3。
Claims (9)
1.一种CO低温催化氧化催化剂,其特征在于所述的催化剂由载体TiO2和活性组分Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒组成,所述的催化剂中,Pt的负载量为0.1wt%~5wt%,Fe3O4的负载量为2wt%~20wt%;所述Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒是通过如下方法获得的:室温下往Fe3O4纳米颗粒的TEG溶液中加入氯铂酸,搅拌后,通H2还原,即得Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒。
2.如权利要求1所述的CO低温催化氧化催化剂,其特征在于所述的催化剂中,Pt的负载量为1wt%~2wt%。
3.如权利要求1所述的CO低温催化氧化催化剂,其特征在于所述的催化剂中,Fe3O4的负载量为5wt%~10wt%。
4.如权利要求1所述的催化剂的制备方法,其特征在于所述的制备方法为:将硝酸铁加入到TEG中形成混合溶液,然后在惰性气体保护下将所述混合溶液加热升温至200~350℃,自然冷却得到含有Fe3O4纳米颗粒的TEG溶液;室温下往所述含有Fe3O4纳米颗粒的TEG溶液中加入氯铂酸,搅拌1~10h,通H2还原0.5~5h,得到Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒的溶液;将所述Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒的溶液与TiO2混合,磁力搅拌使Pt-Fe3O4组合型纳米颗粒完全吸附于TiO2表面,过滤、洗涤、干燥、焙烧得到Pt-Fe3O4/TiO2催化剂,即所述的CO低温催化氧化催化剂。
5.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于所述TEG的体积用量以硝酸铁的质量计为50~250mL/g。
6.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于所述TiO2、硝酸铁与氯铂酸的投料质量比为1:0.26~1.04:0.026~0.106。
7.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于所述洗涤用的溶剂为丙酮。
8.如权利要求4所述的制备方法,其特征在于所述焙烧的温度为200~400℃,焙烧时间为1~4小时。
9.如权利要求1所述的催化剂在CO催化氧化中的应用,其特征在于所述的应用方法为:20~80℃下,将所制得的Pt-Fe3O4/TiO2催化剂置于固定床微型反应器中,通入CO、O2、N2,调整气体流速,使得体积比CO:O2:N2=1:1~20:40~200,并且在反应空速为30000~120000mL/(g·h)的条件下,进行CO的催化氧化反应。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410333221.0A CN104128192B (zh) | 2014-07-14 | 2014-07-14 | 一种co低温催化氧化催化剂及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410333221.0A CN104128192B (zh) | 2014-07-14 | 2014-07-14 | 一种co低温催化氧化催化剂及其制备方法与应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104128192A true CN104128192A (zh) | 2014-11-05 |
CN104128192B CN104128192B (zh) | 2016-04-13 |
Family
ID=51801191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410333221.0A Active CN104128192B (zh) | 2014-07-14 | 2014-07-14 | 一种co低温催化氧化催化剂及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104128192B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104841455A (zh) * | 2015-04-24 | 2015-08-19 | 华东理工大学 | 四氧化三铁负载铂的催化剂的制备方法及其应用 |
CN106268855A (zh) * | 2016-08-08 | 2017-01-04 | 西安热工研究院有限公司 | 一种低温no氧化催化剂及其制备方法以及使用方法 |
CN108435164A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-08-24 | 河南师范大学 | 原位合成法制备二氧化钛负载纳米钯催化剂在催化co氧化反应中的应用 |
CN110038611A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-23 | 辽宁大学 | 一种氮掺杂石墨烯限域的Pt纳米复合材料及其制备方法和应用 |
CN113042093A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-29 | 湘潭大学 | 一种一氧化碳低温氧化用含铂催化剂及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4956330A (en) * | 1989-06-19 | 1990-09-11 | Phillips Petroleum Company | Catalyst composition for the oxidation of carbon monoxide |
CN101396664A (zh) * | 2007-09-27 | 2009-04-01 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 低温选择氧化一氧化碳的复合金属催化剂及制法和应用 |
CN102906233A (zh) * | 2010-03-30 | 2013-01-30 | 阿肯马法国公司 | 一氧化碳的选择性氧化方法 |
-
2014
- 2014-07-14 CN CN201410333221.0A patent/CN104128192B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4956330A (en) * | 1989-06-19 | 1990-09-11 | Phillips Petroleum Company | Catalyst composition for the oxidation of carbon monoxide |
CN101396664A (zh) * | 2007-09-27 | 2009-04-01 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 低温选择氧化一氧化碳的复合金属催化剂及制法和应用 |
CN102906233A (zh) * | 2010-03-30 | 2013-01-30 | 阿肯马法国公司 | 一氧化碳的选择性氧化方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
KEN-ICHI TANAKA, ET AL.: "Significant enhancement of the oxidation of CO by H2 and /or H2O on a FeOx/Pt/TiO2 catalyst", 《CATALYSIS LETTERS》 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104841455A (zh) * | 2015-04-24 | 2015-08-19 | 华东理工大学 | 四氧化三铁负载铂的催化剂的制备方法及其应用 |
CN106268855A (zh) * | 2016-08-08 | 2017-01-04 | 西安热工研究院有限公司 | 一种低温no氧化催化剂及其制备方法以及使用方法 |
CN108435164A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-08-24 | 河南师范大学 | 原位合成法制备二氧化钛负载纳米钯催化剂在催化co氧化反应中的应用 |
CN108435164B (zh) * | 2018-05-02 | 2020-05-08 | 河南师范大学 | 原位合成法制备二氧化钛负载纳米钯催化剂在催化co氧化反应中的应用 |
CN110038611A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-07-23 | 辽宁大学 | 一种氮掺杂石墨烯限域的Pt纳米复合材料及其制备方法和应用 |
CN110038611B (zh) * | 2019-04-24 | 2022-05-17 | 辽宁大学 | 一种氮掺杂石墨烯限域的Pt纳米复合材料及其制备方法和应用 |
CN113042093A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-29 | 湘潭大学 | 一种一氧化碳低温氧化用含铂催化剂及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104128192B (zh) | 2016-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104128192B (zh) | 一种co低温催化氧化催化剂及其制备方法与应用 | |
Rakap et al. | Cobalt–nickel–phosphorus supported on Pd-activated TiO2 (Co–Ni–P/Pd-TiO2) as cost-effective and reusable catalyst for hydrogen generation from hydrolysis of alkaline sodium borohydride solution | |
CN101572316B (zh) | 用于低温燃料电池的修饰型催化剂及其制备方法 | |
CN101890347B (zh) | 质子交换膜燃料电池负载型催化剂的制备方法 | |
CN104289242B (zh) | 用于燃料电池阴极的高石墨化度炭基催化剂的制备方法 | |
JPWO2011027864A1 (ja) | 光還元触媒並びにそれを用いたアンモニアの合成方法および水中の窒素酸化物低減方法 | |
CN101322947B (zh) | 一种活性炭负载的钌基氨合成催化剂及其制备方法 | |
CN102166523B (zh) | 一种镍纳米粒子负载多壁碳纳米管催化剂制备方法 | |
CN110404535B (zh) | 一种负载型钯催化剂及制备方法与应用 | |
WO2015053362A1 (ja) | 燃料電池用電極触媒及びその製造方法 | |
CN102886260A (zh) | 一种钯钌/多壁碳纳米管催化剂及其制备方法 | |
Zhang et al. | Doping hematite with bismuth to enhance its catalytic and oxidizing properties | |
Liu et al. | Oxygen vacancy modulation in interfacial engineering Fe3O4 over carbon nanofiber boosting ambient electrocatalytic N2 reduction | |
Qiu et al. | Low-temperature synthesis of PdO-CeO2/C toward efficient oxygen reduction reaction | |
CN102319570A (zh) | 一氧化碳氧化的三元复合氧化物催化剂及其制备方法 | |
Zhang et al. | Facile synthesis of three-dimensional Co/N co-doped carbon nanocuboids for an enhanced oxygen reduction reaction | |
Hu et al. | Fe2P nanoparticle-decorated porous biochar for high-efficiency electrosynthesis of ammonia from toxic nitrite | |
CN102862960B (zh) | 一种高活性复合氧化物载氧体在化学链循环制氢中的应用和制备 | |
CN114452974A (zh) | MnO2基除醛材料及其超声-微波辅助制备方法和在甲醛催化氧化中的应用 | |
JP2018001080A (ja) | Co酸化触媒及びその製造方法、担持触媒並びに排ガス処理装置 | |
Fuku et al. | Performance of BiCu2O modified Pd/C as an anode electrocatalyst for direct ethanol fuel cell system | |
Liu et al. | Controllable design of N-doped carbon nanotubes with assembled Pt nanoparticles for methanol oxidation reaction | |
Fu et al. | Mechanistic study of Eu single atoms occupying four vacancy centers as potential electrocatalysts for the oxygen reduction reaction | |
Li et al. | On the reactivity of aqueous radiolysis products towards carbon black used in in-situ radiation-synthesis of catalytic nanoparticles in graphite electrodes | |
CN102862952B (zh) | 一种复合氧化物载氧体在化学链循环制氢中的应用和制备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |