CN105473221A - 用于氧化一氧化碳和/或挥发性有机化合物的催化剂 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了催化剂以及制备催化剂的方法。在一个实施方案中,公开了一种催化剂,其含有:还原的贵金属,其存在量是基于在催化剂中的贵金属总重量计的大于约30重量%,其中催化剂在约150℃或更低的温度下氧化挥发性有机化合物和/或一氧化碳。在另一个实施方案中,公开了一种催化剂,其用于在约20-45℃的温度和约大气压下氧化甲醛、甲醇、甲酸和/或一氧化碳以形成二氧化碳,所述催化剂含有:还原的贵金属,其分散在选自CeO2、TiO2、ZrO2、Al2O3、SiO2及其混合物的载体上。

Description

用于氧化一氧化碳和/或挥发性有机化合物的催化剂
发明领域
本发明涉及催化剂,含有催化剂的组合物,制备催化剂的方法,以及催化剂用于在低于约150℃的温度下和在特定实施方案中在环境温度下氧化一氧化碳(CO)和/或挥发性有机化合物(VOC)的用途,在一些实施方案中,催化剂在约15-30℃的环境温度下氧化VOC和/或CO。
发明背景
工业操作通常释放出大量的污染物,例如CO和VOC。交通工具、飞行器、非水处理工厂、轻工制造工厂、某些小型商业(例如干洗店,烘焙房,饭店等)和家居也释放出CO和VOC,但是此释放量通常与工业操作相比显著更小。
已经知道CO是对人体和动物有毒的,这是由于CO具有对于血红蛋白的高亲合性,这甚至以数百ppm的浓度降低了在血液中输送氧气的有效性。VOC引起多种健康和环境问题,并且也是地表臭氧的前体,后者有助于形成烟雾。整体化学机制是在VOC、NOx和臭氧之间的复杂相互作用,导致形成光化学烟雾。常规技术例如热催化氧化反应通常具有昂贵的实施成本,并且具有导致在低温下二次污染的倾向。
在约20-50℃温度下的VOC和CO的释放控制已经对于公共健康、政府法规和商业发展而言越来越重要。例如,甲醛是主要的室内空气污染物,最近已经被列为致癌物。目前已知的用于在低温、尤其在约室温下消除VOC和CO的技术包括光催化、高电压放电、吸附剂和氧化催化剂。
但是,目前公知的方法都没有实现在约20-50℃的温度下通过完全氧化除去VOC和/或CO。
从实际应用角度出发,在约20-50℃的温度下通过完全氧化除去VOC和/或CO的方法与其它公知方法相比具有明显优势,这是因为此方法具有低的能量和原料消耗、低的生产成本以及高的选择性。
需要开发更活泼的氧化催化剂,其允许在室温下以充足的稳定性和耐久性完全氧化CO和VOC。
发明概述
根据一个实施方案,公开了一种催化剂,其含有:还原的贵金属,其存在量是基于在催化剂中的贵金属总重量计的大于约30重量%,其中催化剂在约150℃或更低的温度下氧化VOC和/或CO。
在某些实施方案中,催化剂在约15-30℃的环境温度下氧化VOC和/或CO。
根据另一个实施方案,公开了一种催化剂,其用于在约20-45℃的温度和约大气压下氧化VOC和/或CO以形成二氧化碳,所述催化剂含有:还原的贵金属,其分散在选自以下的载体上:CeO2,TiO2,ZrO2,Al2O3,SiO2,以及它们的混合物。
根据另一个实施方案,公开了一种制备贵金属催化剂的方法,包括:(i)将贵金属以溶解的盐溶液的形式浸渍到载体上;和(ii)将阳离子形式的贵金属用在气相、液相、固相或其组合中的还原剂还原成金属形式的被还原的贵金属。
在约20-45℃的温度和约大气压下氧化CO和/或VOC、例如甲醛、甲醇和甲酸以形成二氧化碳的反应可以以约90%或更高的转化率完成。在某些实施方案中,在约25-35℃的温度和约大气压下氧化甲醛、甲醇、甲酸和/或CO以形成二氧化碳的反应可以按照约95%或更高的转化率完成。在某些实施方案中,在约25-35℃的温度和约大气压下氧化甲醛、甲醇、甲酸和/或CO以形成二氧化碳的反应可以按照约98%或更高的转化率完成。在某些实施方案中,在约25-35℃的温度和约大气压下氧化甲醛、甲醇、甲酸和/或CO以形成二氧化碳的反应可以按照约99%或更高的转化率完成。在某些实施方案中,在约25-35℃的温度和约大气压下氧化甲醛、甲醇、甲酸和/或CO以形成二氧化碳的反应可以按照约100%的转化率完成。
附图简述
图1显示在1%Pt/TiO2上在25℃下氧化CO期间的CO和CO2浓度分布图。
图2显示在25℃下的CO转化率与水浓度之间的关系曲线。
图3显示甲醛、甲醇和甲酸在1%Pt/TiO2催化剂上在25℃下的转化率曲线。
图4显示甲醛和甲醇在1%Pd/TiO2上在25℃下的氧化曲线(CO:500ppm;HCHO:123ppm;CH3OH:166ppm;SV:50,000/h;1%Pd/TiO2)。
图5(a)显示对于在25℃下氧化CO的反应,在CO2存在下的催化剂稳定性曲线。
图5(b)显示对于在1%Pt/TiO2上在25℃下氧化甲醛和甲醇的反应,在CO2存在下的催化剂稳定性曲线。
图6(a)显示1%Pt/TiO2的透射电子显微镜照片(TEM)。
图6(b)显示1%Pd/TiO2的TEM。
详细描述
在本文中关于数值提到的术语“约”或“大约”表示此数值增加或减少10%,在某些实施方案中是增加或减少5%,在某些实施方案中是增加或减少2%,在其它实施方案中是增加或减少1%,在其它实施方案中是增加或减少0.5%,和在一些其它实施方案中是增加或减少0.1%。
在本文中使用的“完全氧化”表示CO和VOC例如甲醛、甲醇和甲酸在约20-45℃的温度和约大气压下以约90%或更高的转化率进行氧化以形成二氧化碳,在一些实施方案中以约95%或更高的转化率进行,在一些其它实施方案中以约98%或更高的转化率进行,在一些其它实施方案中以约99%或更高的转化率进行,和在某些实施方案中以约100%的转化率进行。
在本申请中,CO和VOC的氧化或完全氧化是在大气压和低于约150℃的温度下进行,在一些实施方案中在约0-100℃的温度下进行,在一些其它实施方案中在约15-50℃的温度下进行,在另一些实施方案中在约20-30℃的温度下进行,和在某些实施方案中在约21-28℃的温度下进行。
根据一个实施方案,公开了一种催化剂,其含有:还原的贵金属,其存在量是基于在催化剂中的贵金属总重量计的大于约30重量%,其中催化剂在约150℃或更低的温度下氧化VOC和/或CO。
在特定实施方案中,所述催化剂在约15-30℃的环境温度下氧化VOC和/或CO。
还原的贵金属在催化剂中的存在量是基于在催化剂中的贵金属总重量计的约30-95重量%。在某些实施方案中,还原的贵金属在催化剂中的存在量是基于在催化剂中的贵金属总重量计的约50-95重量%。在某些其它实施方案中,还原的贵金属在催化剂中的存在量是基于在催化剂中的贵金属总重量计的约60-95重量%.
还原的贵金属具有约3nm或更小的平均微晶尺寸(即平均直径)。在某些实施方案中,还原的贵金属具有约2nm或更小的平均微晶尺寸。在某些其它实施方案中,还原的贵金属具有约1-2nm的平均微晶尺寸。
还原的贵金属是选自铂、钯、铑、钌、铱、金以及它们的混合物。在某些实施方案中,还原的贵金属是铂。
还原的贵金属分散在选自以下的载体上:CeO2,ZrO2,TiO2,SiO2,Al2O3,粘土,沸石,以及它们的混合物。在某些实施方案中,载体是CeO2或TiO2
在一些实施方案中,还原的贵金属可以分散在选自以下的载体上:多孔的聚合物、活性炭、纤维素、木粉以及它们的混合物。
在其它实施方案中,还原的贵金属分散在复合材料载体、无机载体、有机载体或其混合物上。
根据另一个实施方案,公开了用于在约20-45℃的温度和约大气压下氧化甲醛、甲醇、甲酸和/或CO以形成二氧化碳的催化剂,所述催化剂含有:还原的贵金属,其分散在选自以下的载体上:CeO2,TiO2,ZrO2,Al2O3,SiO2,以及它们的混合物。
在约20-45℃的温度和约大气压下氧化甲醛、甲醇、甲酸和/或CO以形成二氧化碳的反应可以按照约90%或更高的转化率完成。在一些实施方案中,在约25-35℃的温度和约大气压下氧化甲醛、甲醇、甲酸和/或CO以形成二氧化碳的反应可以按照约95%或更高的转化率完成。在一些其它实施方案中,在约25-35℃的温度和约大气压下氧化甲醛、甲醇、甲酸和/或CO以形成二氧化碳的反应可以按照约98%或更高的转化率完成。在另外其它实施方案中,在约25-35℃的温度和约大气压下氧化甲醛、甲醇、甲酸和/或CO以形成二氧化碳的反应可以按照约99%或更高的转化率完成。在某些其它实施方案中,在约25-35℃的温度和约大气压下氧化甲醛、甲醇、甲酸和/或CO以形成二氧化碳的反应可以按照约100%的转化率完成。
在某些实施方案中,还原的贵金属是铂。
在一些实施方案中,催化剂可以用氧化铋助催化。铋与还原的贵金属之间的重量比率是在约0.1-100之间。在一些实施方案中,铋与还原的贵金属之间的重量比率是在约1-75之间。在一些其它实施方案中,铋与还原的贵金属之间的重量比率是在约1-10之间。
根据另一个实施方案,公开了一种制备贵金属催化剂的方法,包括:(i)将贵金属以溶解的盐溶液的形式浸渍到载体上;和(ii)将阳离子形式的贵金属用在气相、液相、固相或其组合中的还原剂还原成金属形式的被还原的贵金属。
在气相中的还原剂是氢气或甲酸。在液相或固相中的还原剂是甲酸,甲酸铵,或任何其它公知的有机或无机还原剂,例如抗坏血酸和肼。
在上述方法中的步骤(i)可以通过初期润湿、旋转蒸发、喷雾干燥或其组合方式完成。
通过上述方法得到的催化剂可以涂覆到整料蜂窝体、成型耐火氧化物基材、成型聚合物基材或其组合上。
这里所述的催化剂有多种应用。例如,所述催化剂可以用于交通工具和飞机舱的空气清洁,解决在家居和建筑物中的“疾病形成症状”,清洁从城市地下管道、煤矿释放的CO和VOC等。
已经证明所述催化剂能在约20-30℃的温度下通过完全氧化成CO2而除去高达约100%的CO和VOC。也证明了所述催化剂在水和CO2的存在下具有优良的稳定性。
下面描述本发明催化剂在制备、反应条件和活性方面的多个具体特征。
基于Pt的催化剂在较低温度下被还原,然后进行形成具有铂的细分散贵金属微晶的反应,铂在某些实施方案中是处于金属态。
加入金属氧化物助催化剂例如氧化铋显著提高了氧化转化率,这主要是由于贵金属分散的稳定化。氧化铋也可以减少Pt位置被CO的表面占据。在所研究的Pt催化剂中,用Bi助催化的Pt/CeO2显示最高的活性。
对于CO的氧化,在反应物混合物中存在低至约500ppm的少量水分能显著促进氧化反应。
在某些实施方案中,将至少约500ppm的水加入反应物混合物中以促进CO的完全氧化。
另一方面,水分的存在对于VOC例如甲醇的氧化具有一些负面作用。
在某些实施方案中,在反应物混合物与用于完全氧化VOC的催化剂接触之前从反应物混合物除去水分。
以下反应显示CO和VOC完全氧化成二氧化碳的反应:
2CO+O2→2CO2
HCOH+O2→CO2+H2O
2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O
CH3OOH+O2→CO2+2H2O
实施例
1.催化剂的合成:
催化剂是如下制备的:在氧化物载体上简单地浸渍硝酸铂或硝酸铂和硝酸铋的混合物的水溶液,在旋转蒸发器中于80℃脱水,然后在110℃下干燥过夜,然后在5%H2/N2中于400℃还原达到2小时。典型的Pt载荷是1重量%,但是PM载荷水平可以根据所需的应用和反应条件调节。
2.催化剂的检测:
催化剂活性是使用流通反应器检测的。将10克的粒径为40-60目的粒状催化剂样品放入直径为1英寸的石英管反应器中。典型的空速是50,000hr-1。因为所用的各种载体具有不同的堆积密度,所以为了保持空速恒定,一些样品用粒状氧化铝稀释以使催化剂体积是相同的。CO、甲醛、甲醇和甲酸的初始浓度分别是约500ppm、约100ppm、约140ppm和约150ppm。气态反应物(来自与N2混合的气罐或者使得N2鼓泡通过有机液体)与空气在进入反应器之前混合。在反应器中的典型O2浓度是约20%。反应产物通过FTIR检测器(MKSMultiGas2030)确认和定量。为了研究CO2和水的影响,在需要时将受控量的CO2和/或2.0%的水加入反应物混合物中。
3.催化剂的表征:
贵金属的形态和微晶尺寸是通过高分辨率TEM和X-射线衍射(XRD)表征的。贵金属的氧化态和规格是通过X-射线光电子能谱(XPS)检测的。关于每种光谱方法的一些仪器信息如下所示。
TEM数据是在JEOLJEM2011200KeVLaB6源显微镜上收集的,其配备有BrukerGeEDS体系,使用Spirit软件。数字图像是用底部安装的Gatan2KCCD照相机和DigitalMicrograph收集软件获取的。制备所有粉末样品并作为干分散体在200目的网状(lacey)碳涂覆Cu格栅上分析。
XRD–使用PANalyticalMPDX'PertPro衍射体系,其配备45kV和40mA的Cu辐照产生器设置。光学路径是由1/4°发散狭缝、0.04弧度的索勒狭缝、15mm掩蔽、1/2°防散射狭缝、样品、0.04弧度的索勒狭缝、Ni滤光片和PIXCEL位置传感器组成。首先通过在研钵和研杵中研磨准备样品,然后将样品(约2克)装回到圆形装置上。从圆形装置上的数据收集覆盖10°-90°2Θ的范围,其中使用步长为0.026°2Θ的步骤扫描,计数时间是600s/步。XRD粉末图案的仔细峰拟合是用JadePlus9分析XRD软件进行的。在各个样品中存在的相是通过来自ICDD的PDF-4/全文档数据库的扫描/匹配确认的,ICDD是衍射数据国际中心。PdO的微晶尺寸是通过所观察数据的整体图案拟合(WPF)以及晶体结构的Rietveld精细化估计的。
XPS–光谱是在ThermoFisherK-AlphaXPS系统上获取的,此系统具有铝KAlpha单色源,使用40eV通能(高分辨率)。将样品在小于5x10-8托的真空下安装在双面带上。Scofield传感器和Avantage软件用于定量。
结果:
1.催化活性
1-1CO的氧化。图1证明了CO在1%Pt/TiO2上于室温进行氧化反应期间的CO和CO2的FTIR强度。在初始反应物混合物中的约600ppmCO2作为基线。CO氧化反应的动力学是快速的:一旦CO和O2一起混合,就观察到CO向CO2的转化率达到100%,并且检测到1100ppm的CO2。图1仅仅覆盖至多100分钟的小部分反应时间。CO转化率在48小时的全部反应时间期间保持为100%。
1-2预还原对CO氧化的影响。发现Pt催化剂的预还原对于CO氧化反应而言是重要的。例如,当1%Pt/TiO2催化剂仅仅在空气中于400℃或550℃煅烧时,CO转化率在不存在水分的情况下是约9%,在存在水分的情况下是约11%。在将样品于400℃还原之后,CO的转化率显著提高到100%,这与在没有在空气中预先煅烧的情况下直接还原时相同,参见表1。
表1:在室温下在经还原的、经煅烧的以及经煅烧且还原的1%Pt/TiO2催化剂上CO向CO2的转化率(%)
1-3水对CO氧化反应的促进。水在CO氧化反应中起到明显作用。图2证明了使用1%Pt/CeO2催化剂时CO转化率对于水浓度的依赖性。数据显示非常少量的水能在0-500ppm的水浓度下显著提高CO转化率。在H2O浓度高于500ppm之后,转化率保持100%。对于1%Pt/TiO2催化剂也观察到水浓度的相似作用。
1-4铋添加剂对于CO氧化的影响。为了评价铋添加剂对于催化剂活性的影响,对于以下四种催化剂改变多个反应器条件,包括空速SV、O2浓度[O2]和CO浓度[CO]:1%Pt/TiO2,1%Pt/CeO2,(1%Pt+2.5%Bi)/TiO2,和(1%Pt+2.5%Bi)/CeO2。结果列在表2中。
表2:反应器条件对于CO向CO2的转化率(%)的影响
表2中的数据表明,在50,000-500,000hr-1的相当宽的空速范围内,在恒定[CO]=500ppm、[O2]=20%和[H2O]=2%的情况下,CO转化率是100%或接近100%。另一方面,在1百万hr-1的空速下,当O2浓度低于10%或CO浓度高于2000ppm时,观察到CO转化率显著降低。四种催化剂的相应活性符合以下顺序:
(1%Pt+2.5%Bi)/CeO2>(1%Pt+2.5%Bi)/TiO2>1%Pt/CeO2>1%Pt/TiO2
1-5VOC的氧化反应。图3证明了甲醛、甲醇和甲酸在室温下在1%PtTiO2催化剂上的转化率。在图3中的反应过程分成五个阶段,在下文中称为阶段I、阶段II、阶段III、阶段IV和阶段V。在阶段I中,当在反应物混合物中不存在水时,甲醛和甲醇显示100%转化率。在开始5-10分钟内的转化率小波动是由于甲醛或甲醇在催化剂上的吸附/解吸。在加入水(阶段II)之后,甲醛的转化率保持为100%,同时甲醇的转化率降低到约70%。但是,当从反应物混合物除去水和甲醛(阶段III)之后,甲醇的转化率恢复到100%。水对于甲酸转化率的影响极小,不论存在水(阶段IV)或不存在水(阶段V),甲酸的转化率都达到100%。
表3汇总了在存在水和不存在水的情况下CO、甲醛、甲醇和甲酸在负载于各种氧化物上的1%Pt催化剂上的转化率。[O2]=20%,SV对于VOC是20,000hr-1和对于CO是50,000hr-1,初始浓度[HCOH]~100ppm,[CH3OH]~140ppm,[CH3OOH]~150ppm,[CO]=500ppm,和[H2O]=2%。
表3:在环境条件(即,约25℃和大气压)下氧化CO和VOC的转化率(%)
NT=未检测
从上述关于Pt催化剂的实验结果得到的主要结论可以汇总如下:
对于在不存在水分时的CO氧化,当使用单组分载体例如TiO2、ZrO2、Al2O3或CeO2时,仅仅1%Pt/CeO2获得100%转化率。但是,对于所有Pt催化剂而言,加入少量的水显著促进了转化率达到100%。
Pt催化剂的预还原对于在室温下的CO氧化而言是重要的。当1%Pt/TiO2催化剂仅仅在空气中煅烧时,观察到极少的CO氧化。煅烧样品的还原导致达到100%的CO转化率,这与没有在空气中煅烧的情况下直接还原的结果相同。
加入助催化剂例如铋也显著改进了CO氧化。例如,在不存在水的情况下,向1%Pt/TiO2加入2.5%的Bi使得CO氧化转化率从40%提高到100%。
对于甲醛的氧化反应,不论在反应物混合物中是否存在水分,所有催化剂在2小时的反应时间之后显示100%转化率。对于所研究的全部催化剂,即负载于TiO2、ZrO2和CeO2上的1%Pt,也观察到甲酸的100%氧化。甲醇被完全氧化成CO2的反应是更具挑战性的,尤其当存在水分时。水对于甲醇转化率具有主要的负面影响。
1-6其它贵金属的活性。表4显示了在使用负载于TiO2上的其它贵金属催化剂时在环境条件(即,约25℃和大气压)下的CO和甲醛转化率。与铂相比,钯是比较便宜的贵金属。当负载于TiO2上时,Pd催化剂显示在存在水时达到100%的CO转化率,不论此催化剂是经过还原或在空气中于400℃煅烧。当除去水时,CO转化率在1000分钟的反应时间之后缓慢降低到约60%。Pd/TiO2也对于甲醛显示100%转化率,不论是否存在水,这与Pt/TiO2相似。但是,对于Pd/TiO2而言,甲醇在室温下没有转化,不论是否存在水分。在反应时间的开始30分钟时观察到一些“转化”,如图4所示,这是由于甲醇被催化剂吸附和解吸。表4也列出了在Ir/TiO2和PtRu/TiO2上的甲醛转化率。
表4:CO和甲醛在负载于TiO2上的贵金属催化剂(不是铂)上在环境条件(即,约25℃和大气压)下的氧化
2.催化剂的稳定性:
因为所有反应是在室温下研究的,所以贵金属和氧化物载体没有经历在高温下时的老化作用。据报道,当催化剂暴露于空气时,水和CO2有毒害作用。如表3所示,发现水实际上帮助了CO氧化。水对于甲醇的氧化反应有一些负面作用,这可能是由于水和甲醇对于贵金属位点的竞争性吸附。CO2没有显示对于CO、甲醛和甲醇的氧化反应的任何明显影响,如图5(a)和5(b)所示。
分析:
1.载体孔隙率的影响:
为了理解在催化剂结构和其活性之间的关系,研究催化剂的多种物理和化学性能。检测载体材料的N2孔隙率,并且在表5中列出BET表面积(BET)和孔体积(PV)。虽然在载体氧化物中的表面积和孔体积明显不同,但是在用铂负载之后,催化剂的活性都是高的,并且与载体孔隙率没有明显关联。
表5:载体材料的N2孔隙率
材料 BET,m2/g PV,cc/g
TiO2 85 0.55
CeO2 148 0.34
ZrO2 15 0.14
Al2O3 156 0.84
PV=孔体积,PD=孔直径
2.贵金属微晶尺寸的影响:
通过XRD和TEM检测分散的铂和钯的微晶尺寸。因为催化剂是在温和条件下(最高的加热温度是400℃)制备的,所以在载体上的PM微晶尺寸一般是小的。TEM显示在TiO2和CeO2上的Pt或Pd粒径是约1-2nm(图6(a)和6(b))。在含有Bi添加剂的CeO2上的Pt粒径太小以致不能被TEM检测到,可能是处于亚纳米范围内。因此,Pt催化剂的高活性最可能是由于高度Pt分散引起的。在铋助催化的催化剂上的较高CO转化率可能是由于较小的Pt尺寸。
3.表面Pt浓度和氧化态的影响:
XPS数据提供了关于Pt表面浓度和氧化态的其它细节。表6中的数据显示在仅仅经干燥的样品中的离子性Pt物质和硝酸盐,这与其零活性一致。在空气中于400℃煅烧之后,硝酸盐物质被烧除,Pt主要是Pt(+2)或Pt(+4)的形式。没有检测到Pt(0)物质。另一方面,当从干燥样品或预煅烧样品还原催化剂时,主要的Pt物质是Pt(0)。没有检测到硝酸盐物质。当比较表6中的XPS数据和表1中的CO氧化数据时,显然Pt(0)对于CO转化率做出贡献。换句话说,必须使得铂保持在高度分散的金属态以实现CO的完全氧化。
表6:在不同条件下预处理的Pt/TiO2的XPS分析
ND=未检测到
对于公共健康的保护而言,十分需要低温除去CO和VOC小分子例如甲醛、甲醇和甲酸。上述实施例证明了这些污染物可以在环境温度(即,约15-30℃)下在基于贵金属的催化剂上通过向CO2的完全氧化而被100%除去。这些催化剂也显示在水和CO2存在下的优良稳定性。如前所述,证明关于催化剂制备和反应条件的多个特征是重要的。
这些催化剂能用于除去作为空气污染物通常遇到的其它VOC物质,例如链烷、链烯、醇、醛、酮、胺、有机酸、芳族化合物和/或它们的组合。
上文通过非限制性的示例实施方案描述了本发明。在不偏离本发明权利要求所述范围的情况下,本领域技术人员能够进行变化和改进。

Claims (26)

1.一种催化剂,其含有:
还原的贵金属,其存在量是基于在催化剂中的贵金属总重量计的大于约30重量%,
其中催化剂在约150℃或更低的温度下氧化挥发性有机化合物和/或一氧化碳。
2.权利要求1的催化剂,其中还原的贵金属在催化剂中的存在量是基于在催化剂中的贵金属总重量计的约30-95重量%。
3.权利要求1的催化剂,其中还原的贵金属具有约3nm或更小的平均微晶尺寸。
4.权利要求1的催化剂,其中还原的贵金属是选自铂、钯、铑、钌、铱、金以及它们的混合物。
5.权利要求1的催化剂,其中催化剂在约15-30℃的温度下氧化挥发性有机化合物和/或一氧化碳。
6.权利要求1的催化剂,其中还原的贵金属分散在选自以下的载体上:CeO2,ZrO2,TiO2,SiO2,Al2O3,粘土,沸石,以及它们的混合物。
7.权利要求1的催化剂,其中还原的贵金属分散在选自以下的载体上:聚合物,活性炭,纤维素,木粉,以及它们的混合物。
8.权利要求1的催化剂,其中还原的贵金属分散在复合材料载体、无机载体、有机载体或其混合物上。
9.一种催化体系,其含有权利要求1的催化剂。
10.一种催化剂,其用于在约20-45℃的温度和约大气压下氧化挥发性有机化合物和/或一氧化碳以形成二氧化碳,所述催化剂含有:
还原的贵金属,其分散在选自以下的载体上:CeO2,TiO2,ZrO2,Al2O3,SiO2,以及它们的混合物。
11.权利要求10的催化剂,其中在约20-45℃的温度和约大气压下氧化挥发性有机化合物和/或一氧化碳以形成二氧化碳的反应是以约90%或更高的转化率完成的。
12.权利要求10的催化剂,其中还原的贵金属是选自铂、钯、铑、钌、铱、金以及它们的混合物。
13.权利要求10的催化剂,其中催化剂是通过氧化铋助催化的。
14.权利要求13的催化剂,其中铋与还原的贵金属之间的重量比率是在约0.1-100之间。
15.一种制备贵金属催化剂的方法,包括:
(i)将贵金属以溶解的盐溶液的形式浸渍到载体上;和
(ii)将阳离子形式的贵金属用在气相、液相、固相或其组合中的还原剂还原成金属形式的被还原的贵金属。
16.权利要求15的方法,其中在气相中的还原剂是氢气或甲酸。
17.权利要求15的方法,其中在液相或固相中的还原剂是甲酸,甲酸铵,或任何其它公知的有机和无机还原剂,包括抗坏血酸和/或肼。
18.权利要求15的方法,其中步骤(i)是通过初期润湿、旋转蒸发、喷雾干燥或其组合方式完成的。
19.从权利要求15的方法得到的催化剂。
20.权利要求19的催化剂,其被涂覆到整料蜂窝体、成型耐火氧化物基材、成型聚合物基材或其组合上。
21.权利要求19的催化剂,其从介质除去和/或氧化一氧化碳和/或挥发性有机化合物,所述挥发性有机化合物包括链烷、链烯、醇、醛、酮、胺、有机酸、芳族化合物或其组合。
22.权利要求21的催化剂,其中所述介质是空气或水。
23.权利要求19的催化剂,其中将至少约500ppm的水加入反应物气体混合物中以促进一氧化碳的氧化和/或从反应物气体混合物除去水分以使得挥发性有机化合物的氧化最大化。
24.权利要求1的催化剂,其中在约20-45℃的温度和约大气压下氧化挥发性有机化合物和/或一氧化碳以形成二氧化碳的反应是以约90%或更高的转化率完成的。
25.权利要求24的催化剂,其中转化率是约95%或更高。
26.权利要求10的催化剂,其中挥发性有机化合物包括甲醛、甲醇和/或甲酸。
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