CN104826630A - 用于丙烷低温催化完全氧化的催化剂及其制备方法 - Google Patents
用于丙烷低温催化完全氧化的催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104826630A CN104826630A CN201510195929.9A CN201510195929A CN104826630A CN 104826630 A CN104826630 A CN 104826630A CN 201510195929 A CN201510195929 A CN 201510195929A CN 104826630 A CN104826630 A CN 104826630A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- temperature
- propane
- cobalt
- low
- 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
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于丙烷低温催化完全氧化的催化剂及其制备方法。采用反滴加共沉淀法制备，是将镍、钴的可溶盐溶于10%的乙醇溶液中，搅拌10-30min，配制成混合溶液，其中钴和镍摩尔比Co/(Ni+Co)为0.05-0.4，在45oC恒温搅拌的条件下采用恒流泵将母液逐滴滴加到沉淀剂中，搅拌1~3h，沉淀过夜陈化，过滤，洗涤，60-110oC干燥12h，200-500oC焙烧4-6h，得到用于丙烷低温催化完全氧化的催化剂。将其应用于丙烷低温催化氧化，其对于丙烷低温催化完全氧化具有较高的活性和稳定性，且具有较强的耐水性。
Description
技术领域
本发明属于催化环保技术领域，特别涉及一种用于丙烷低温催化完全氧化催化剂。
背景技术
众所周知，V℃(挥发性有机物)的排放对环境质量存在严重的影响，是形成雾霾天气的重要原因之一。随着人们环保意识的增强，对V℃排放的控制和消除不仅为专家、学者所关注，也日渐成为普通民众所关心的问题。世界各国环境立法也对V℃的排放提出了越来越严格的排放标准，例如歌德堡协议就各个签约国向大气中排放的不同类型污染物提出了最大限度排放量，其中包括硫化物、氮氧化物、V℃s和氨类。我国环保部也正在紧锣密鼓地为石化等重点行业的V℃制定排放标准。
其中，烷烃类挥发性有机污染的排放是最为普遍的V℃，很大一部分主要来源于汽车尾气不完全燃烧产生的废气中，尽管汽车尾气的三效催化剂消除了大部分烷烃类污染物，但仍然有一部分排放到大气中。排放到大气中的污染物会在隧道、地下停车场这类半封闭空间类产生蓄积，对人类身体健康造成严重的危害。因此如何消除这类污染物是科学家们目前亟待解决的问题。
消除这类污染物常用的方法主要包括吸附填埋、高温焚烧法和催化完全氧化法。其中高温焚烧法焚烧温度常常高达1300K，能耗较高。吸附填埋会产生固态的化学废气物，容易造成二次污染。催化完全氧化法由于其处理温度相对较低、能耗较低、反应容易控制、不易造成二次污染，被认为是消除V℃最有效的方法之一。
目前用于烷烃类污染物催化完全氧化的催化剂普遍存在稳定性差、耐水性能弱、催化氧化不完全等问题。研究发现用于丙烷催化完全氧化的Cu1.5Mg1.5AlO和CuMnOx（Fuel, Volume 96, June 2012, Pages 257–263；Applied Catalysis B: Environmental Volume 101, Issues 3–4, 14 January 2011, Pages 388–396）催化剂在反应几小时候迅速开始失活；而活性相对较好的贵金属催化剂在有水存在的条件下也很容易失活（R.M. Heck, R.J. Farrauto Catalytic Air Pollution Control. Commercial Technology）。而在实际应用中，催化剂稳定性和耐水性能是评价催化剂能否投入工业应用的重要标准之一。因此在本发明开发了一种用于丙烷低温催化完全氧化活性较高、稳定性较好、耐水性较强的催化剂。
发明内容
为了克服现有催化剂稳定性差、耐水性能弱等不足，本发明提供用于丙烷低温催化完全氧化催化剂。
一种用于丙烷低温催化完全氧化催化剂的制备方法，其特征在于，采用反滴加共沉淀法制备，将镍、钴的可溶盐溶于100毫升10%的乙醇溶液中，搅拌10-30分钟，配制成浓度为0.2mol/L的混合溶液，其中钴、镍摩尔比Co/(Ni+Co)为0.05-0.4，在45℃恒温搅拌的条件下采用恒流泵将混合溶液逐滴滴加到40ml 2mol/L的沉淀剂溶液中，恒流泵转速为20转/min；搅拌1-3小时，沉淀过夜陈化，过滤，洗涤，60-110℃干燥12小时，200-500℃焙烧4-6小时，得到用于丙烷低温催化完全氧化的催化剂。
所述钴的可溶性盐为硝酸钴（Co(NO3)3·6H2O）、氯化钴（C℃l2·6H2O ）、乙酸钴（Co(CH3)4·4H2O）中的一种；所述镍的可溶性盐为硝酸镍Ni(NO3)3·6H2O、氯化镍（NiCl2·6H2O）或者硫酸镍NiSO4·6H2O中的一种。
所述沉淀剂为碳酸钠、碳酸氢铵、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种。
一种由本发明所述的方法制备得到的用于丙烷低温催化完全氧化的催化剂。
所述催化剂用于丙烷催化氧化时反应气氛为1000ppm丙烷，其余为空气（或引入水汽的空气）。
反应活性评价：称取0.1g上述所获得的催化剂在程序升温的条件下通入反应气进行活性测试，气体总流量为50ml/min。
所述催化剂对于丙烷催化完全氧化具有较高的反应活性，在空速为30000ml·g-1·h-1、氧气浓度为20%条件下，活性最佳的NiO-Co(0.3)催化剂丙烷完全催化氧化转化率T50为192℃、T90为235℃。
所述催化剂对于丙烷催化完全氧化具有较好的耐水性能，在有水存在的条件下仍然能够保持较高的活性。
所述催化剂对于丙烷催化完全氧化具有较好的稳定性，NiO-Co(0.3)催化剂循环使用十次活性保持不变。
具体实施方式
实施例1：
将5.82g Ni(NO3)3·6H2O溶于100ml10%的乙醇溶液中，搅拌20分钟，配制成混合溶液（以下简称母液）；在45℃、搅拌的条件下，采用恒流泵将配制好的母液逐滴滴加到40ml 2mol/L的碳酸钠溶液中，恒温条件下搅拌1h；沉淀过夜陈化，过滤，洗涤，60℃干燥12h，350℃焙烧4h，得到的催化剂记作NiO；
实施例2：
将0.29g Co(NO3)3·6H2O和5.53gNi(NO3)3·6H2O溶于100ml10%的乙醇溶液中，搅拌20分钟，配制成混合溶液（以下简称母液）；在45℃、搅拌的条件下，采用恒流泵将配制好的母液逐滴滴加到40ml 2mol/L的碳酸钠溶液中，恒温条件下搅拌1h；沉淀过夜陈化，过滤，洗涤，60℃干燥12h，350℃焙烧4h，得到的催化剂记作NiO-Co(0.05)；
实施例3：
将0.58g Co(NO3)3·6H2O和5.23gNi(NO3)3·6H2O溶于100ml10%的乙醇溶液中，搅拌20分钟，配制成混合溶液（以下简称母液）；在45℃、搅拌的条件下，采用恒流泵将配制好的母液逐滴滴加到40ml 2mol/L的碳酸钠溶液中，恒温条件下搅拌1h；沉淀过夜陈化，过滤，洗涤，60℃干燥12h，350℃焙烧4h，得到的催化剂记作NiO-Co(0.1)；
实施例4：
将0.97g Co(NO3)3·6H2O和4.65gNi(NO3)3·6H2O溶于100ml10%的乙醇溶液中，搅拌20分钟，配制成混合溶液（以下简称母液）；在45℃、搅拌的条件下，采用恒流泵将配制好的母液逐滴滴加到40ml 2mol/L的碳酸钠溶液中，恒温条件下搅拌1h；沉淀过夜陈化，过滤，洗涤，60℃干燥12h，350℃焙烧4h，得到的催化剂记作NiO-Co(0.2)；
实施例5：
将1.75g Co(NO3)3·6H2O和4.07gNi(NO3)3·6H2O溶于100ml10%的乙醇溶液中，搅拌20分钟，配制成混合溶液（以下简称母液）；在45℃、搅拌的条件下，采用恒流泵将配制好的母液逐滴滴加到40ml 2mol/L的碳酸钠溶液中，恒温条件下搅拌1h；沉淀过夜陈化，过滤，洗涤，60℃干燥12h，350℃焙烧4h，得到的催化剂记作NiO-Co(0.3)；
实施例6：
将2.33g Co(NO3)3·6H2O和3.49gNi(NO3)3·6H2O溶于100ml10%的乙醇溶液中，搅拌20分钟，配制成混合溶液（以下简称母液）；在45℃、搅拌的条件下，采用恒流泵将配制好的母液逐滴滴加到40ml 2mol/L的碳酸钠溶液中，恒温条件下搅拌1h；沉淀过夜陈化，过滤，洗涤，60℃干燥12h，350℃焙烧4h，得到的催化剂记作NiO-Co(0.4)；
催化剂的活性测试
催化反应条件：固定床微反应器，反应管内径8mm；催化剂为实施例1-6所制备的一系列镍基催化剂，原料气丙烷浓度1000ppm，其余为空气，原料气空速为30000ml·g-1·h-1，活性测试结果如表1，表中T10、T50和T90分别为转化率达到10%、50%和90%时所需的反应温度，主要反应产物为二氧化碳和水。
表1一系列镍基催化剂用于丙烷完全催化氧化的初活性
表1结果说明钴掺杂到氧化镍中可以明显提高其催化氧化性能，其中催化剂NiO-Co(0.3)活性最佳，在空速为30000ml·g-1·h-1，300℃条件下即可将1000ppm丙烷完全催化氧化。
水汽对催化剂活性影响考察
催化反应条件：固定床微反应器，反应管内径8mm；催化剂为实施例1-6所制备的一系列镍基催化剂，原料气丙烷浓度1000ppm，其余为空气，水汽浓度为vol 0.5%原料气空速为30000ml·g-1·h-1，活性测试结果如表2，表中T10、T50和T90分别为转化率达到10%、50%和90%时所需的反应温度，主要反应产物为二氧化碳和水。
表2反应气氛中引入水后一系列镍基催化剂用于丙烷完全催化氧化的活性
表2结果说明和纯NiO催化剂相比，钴掺杂可以提高NiO-Co（x）复合氧化物催化剂耐水性，反应气体中引入vol 0.5%的水后NiO-Co（x）催化剂仍然能够保持较高的催化活性。
催化剂稳定性考察
催化反应条件：固定床微反应器，反应管内径8mm；催化剂为NiO-Co(0.3)，原料气丙烷浓度1000ppm，其余为空气，原料气空速为30000ml·g-1·h-1，催化剂重复反应10次，活性测试结果如表3，表中T10、T50和T90分别为转化率达到10%、50%和90%时所需的反应温度，反应产物为二氧化碳和水。
表3 NiO-Co(0.3)催化剂重复反应10次活性结果
表3结果说明所制备的镍基催化剂具有较高的稳定性，循环反应10次后仍然能够保持同新鲜催化剂一样的活性。
Claims (4)
1.一种用于丙烷低温催化完全氧化催化剂的制备方法，其特征在于，采用反滴加共沉淀法制备，将镍、钴的可溶盐溶于100毫升10%的乙醇溶液中，搅拌10-30分钟，配制成浓度为0.2mol/L的混合溶液，其中钴、镍摩尔比Co/(Ni+Co)为0.05-0.4，在45℃恒温搅拌的条件下采用恒流泵将混合溶液逐滴滴加到40ml 2mol/L的沉淀剂溶液中，恒流泵转速为20转/min；搅拌1-3小时，沉淀过夜陈化，过滤，洗涤，60-110℃干燥12小时，200-500℃焙烧4-6小时，得到用于丙烷低温催化完全氧化的催化剂。
2.根据权利要求1所述一种用于丙烷低温催化完全氧化催化剂的制备方法，其特征在于，所述钴的可溶性盐为硝酸钴（Co(NO3)3·6H2O）、氯化钴（C℃l2·6H2O ）、乙酸钴（Co(CH3)4·4H2O）中的一种；所述镍的可溶性盐为硝酸镍Ni(NO3)3·6H2O、氯化镍（NiCl2·6H2O）或者硫酸镍NiSO4·6H2O中的一种。
3. 根据权利要求1所述一种用于丙烷低温催化完全氧化催化剂的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂为碳酸钠、碳酸氢铵、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种。
4.一种由权利要求1～3任意一项所述的方法制备得到的用于丙烷低温催化完全氧化的催化剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510195929.9A CN104826630B (zh) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | 用于丙烷低温催化完全氧化的催化剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510195929.9A CN104826630B (zh) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | 用于丙烷低温催化完全氧化的催化剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104826630A true CN104826630A (zh) | 2015-08-12 |
| CN104826630B CN104826630B (zh) | 2016-11-30 |
Family
ID=53805041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510195929.9A Expired - Fee Related CN104826630B (zh) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | 用于丙烷低温催化完全氧化的催化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104826630B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112121799A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-25 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 用于丙烷催化燃烧的过渡金属固溶体氧化物负载钴催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112675861A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-20 | 安徽稞馨环境科技有限公司 | 一种钴镍固溶体整体式催化剂及制备方法与应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103990461A (zh) * | 2014-05-16 | 2014-08-20 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 四氧化三钴的丙烷完全催化氧化剂及其制备方法和应用 |
| CN103990460A (zh) * | 2014-05-16 | 2014-08-20 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 丙烷完全氧化催化剂及其制备方法和应用 |
| CN104338533A (zh) * | 2014-09-09 | 2015-02-11 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 双氧水表面处理的四氧化三钴催化剂及其制备和应用 |
| CN104383925A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-04 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 丙烷催化燃烧消除的催化剂及制备方法和应用 |
-
2015
- 2015-04-22 CN CN201510195929.9A patent/CN104826630B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103990461A (zh) * | 2014-05-16 | 2014-08-20 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 四氧化三钴的丙烷完全催化氧化剂及其制备方法和应用 |
| CN103990460A (zh) * | 2014-05-16 | 2014-08-20 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 丙烷完全氧化催化剂及其制备方法和应用 |
| CN104338533A (zh) * | 2014-09-09 | 2015-02-11 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 双氧水表面处理的四氧化三钴催化剂及其制备和应用 |
| CN104383925A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-04 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 丙烷催化燃烧消除的催化剂及制备方法和应用 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112121799A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-25 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 用于丙烷催化燃烧的过渡金属固溶体氧化物负载钴催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112675861A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-20 | 安徽稞馨环境科技有限公司 | 一种钴镍固溶体整体式催化剂及制备方法与应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104826630B (zh) | 2016-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104492446B (zh) | 一种用于氨选择性还原氮氧化物的催化剂及制备方法 | |
| CN103816918B (zh) | 一种弱晶化纳米氧化锰基吸附/催化剂及其制备方法 | |
| CN102764645B (zh) | 一种选择性催化还原氮氧化物的催化剂、其制备方法及用途 | |
| CN102357364B (zh) | 用于烟气选择性还原脱硫的活性炭基催化剂的制备 | |
| CN109759063B (zh) | 一种核壳型co氧化催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN104437499A (zh) | 一种用于分解氧化亚氮的催化剂及其制备方法 | |
| CN101284238B (zh) | 固定源氨选择性催化还原氮氧化物系列催化剂 | |
| CN101664690B (zh) | 一种催化剂及其制备方法和用途 | |
| CN103990461B (zh) | 四氧化三钴的丙烷完全催化氧化剂及其制备方法和应用 | |
| CN104492460A (zh) | 一种金属氧化物/金属硫化物纳米空心球及其制备方法和用途 | |
| CN106268787A (zh) | 一种钐掺杂MnOx低温SCR催化剂及其制备方法和应用 | |
| WO2017181570A1 (zh) | 兼具抗碱(土)金属和抗硫抗水功能的脱硝催化剂及其制法和应用 | |
| CN102658155A (zh) | 一种负载型脱硝催化剂的制备方法 | |
| CN103769037A (zh) | 一种锰铁型水滑石焙烧物的制备及其在砷污染废水吸附中的应用 | |
| CN104888602A (zh) | 金属氧化物改性CePO4催化剂协同脱硝脱汞的应用 | |
| CN104549526A (zh) | 一种金属氧化物/Cu2O/聚吡咯三层结构纳米空心球及其制备方法和用途 | |
| CN104338529A (zh) | 一种MnOx-CeO2复合半导体催化剂的制备方法 | |
| Liu et al. | Synergistic effect of single-atom Cu and hierarchical polyhedron-like Ta3N5/CdIn2S4 S-scheme heterojunction for boosting photocatalytic NH3 synthesis | |
| CN102671654B (zh) | 锰铈锡催化剂及其制备方法和应用 | |
| Ao et al. | Simultaneous catalytic oxidation of NO and Hg0 over LaBO3 (B= Co, Mn, Ni, and Cu) perovskites | |
| CN104383925A (zh) | 丙烷催化燃烧消除的催化剂及制备方法和应用 | |
| CN111185191B (zh) | 微量镍调控氧化锰催化剂的制备方法及其产品和应用 | |
| CN104826630A (zh) | 用于丙烷低温催化完全氧化的催化剂及其制备方法 | |
| Liu et al. | Getting insight into the CO tolerance over Co-modified MnSm/Ti catalyst for NH3-SCR of NOx at low temperature: Experiments and DFT studies | |
| CN105727965A (zh) | 一种用于烟气脱硝的铜锆铈钛复合氧化物催化剂及其制法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20161130 Termination date: 20190422 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |