CN107649167A - 一种水汽和二氧化碳气氛下co氧化催化剂及其制备方法 - Google Patents

一种水汽和二氧化碳气氛下co氧化催化剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107649167A
CN107649167A CN201711014349.0A CN201711014349A CN107649167A CN 107649167 A CN107649167 A CN 107649167A CN 201711014349 A CN201711014349 A CN 201711014349A CN 107649167 A CN107649167 A CN 107649167A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cef
cuf
znf
mixture
hours
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.)
Withdrawn
Application number
CN201711014349.0A
Other languages
English (en)
Inventor
宋宇鹏
金祝年
张文霞
罗小会
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jinhua Polytechnic
Original Assignee
Jinhua Polytechnic
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jinhua Polytechnic filed Critical Jinhua Polytechnic
Priority to CN201711014349.0A priority Critical patent/CN107649167A/zh
Publication of CN107649167A publication Critical patent/CN107649167A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/24—Nitrogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/864—Removing carbon monoxide or hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/944—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
    • 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
    • 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
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/30—Capture or disposal of greenhouse gases of perfluorocarbons [PFC], hydrofluorocarbons [HFC] or sulfur hexafluoride [SF6]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

一种水汽和二氧化碳气氛下CO氧化催化剂及其制备方法，载体为ZnF2‑CeF3‑CuF2‑C3N4混合物，活性成份为Pt，ZnF2、CeF3、CuF2的摩尔比为0.5～1.5:0.5～1.5:0.1，ZnF2‑CeF3‑CuF2混合物与C3N4的质量比为：1:0.02～0.06，Pt负载量以Pt计为ZnF2‑CeF3‑CuF2‑C3N4混合物的0.5～2％，制备方法：在Zn(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O、Cu(NO3)2·3H2O中加入氢氟酸反应得到ZnF2‑CeF3‑CuF2混合物，再加入尿素，于氮气气氛下焙烧后，再负载Pt(NO3)2，干燥后在空气气氛下焙烧，最后用水合肼还原制得催化剂。催化剂用于水汽和二氧化碳气氛下CO氧化具有高的活性。

Description

一种水汽和二氧化碳气氛下CO氧化催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种化学催化剂的制备方法，特别涉及一种水汽和二氧化碳气氛下CO氧化催化剂及其制备方法。
背景技术
在环境保护、燃料电池、CO气体防毒面具以及半封闭、密闭系统内微量CO消除等领域，CO催化氧化具有很大的应用价值。CO是无色无味且难溶于水的气体，它进入人体后极易与血液中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，造成组织窒息，严重时死亡。新《环保法》已经将有毒污染物CO浓度检测项目列入环境空气质量指数的检测项目。目前消除CO最有效的方法就是催化氧化法，因此制备高性能的催化剂对于消除CO尤为重要。
中国专利CN101549296A公开了一种抗水抗二氧化碳型CO低温氧化催化剂，采用溶胶凝胶法制备了纳米氧化物载体CeO2，再将Cu(NO3)2·3H2O溶解在浓氨水或有机胺中，然后用浸渍法将其浸渍到载体上，相比于其它方法制备的CuO/CeO2催化剂，该方法制备的催化剂在较低的反应温度、高空速和较长的反应时间内具有高的催化活性和优良的抗水抗二氧化碳性能。
中国专利CN103752311A公开了一种Au/ZnO/CeO2催化剂的制备方法。Au是ZnO/CeO2催化剂质量的3％。该催化剂与Au/ZnO催化剂相比，低温催化氧化CO活性更高。
中国专利CN103055907A公开了一种用于CO低温氧化的高抗水性能催化剂。该催化剂以PdCl2和CuCl2为活性组分，以Al2O3、活性炭或分子筛为载体，助剂为有机胺，并采用表面改性剂对催化剂表面进行修饰改性。该催化剂可在低温下催化氧化CO，且在高相对湿度条件下具有高的活性和稳定性。
中国专利CN104437497A公开了一种用于CO氧化的Co3O4基催化剂，通过溶剂热过程制备球状Co3O4基底，再采用沉积-沉淀法引入金纳米粒子，从而实现了不同的Au-Co3O4基底相互作用。借由SiO2层包裹Co3O4，进一步通过酸刻蚀处理调变Co3O4内核粒子的尺寸及Co3O4-SiO2之间的界面接触。所制得的催化剂具有高的活性和稳定性。
中国专利CN105148930A公布了一种用于CO低温氧化的改性钴-铈核壳结构催化剂。采用自组装法制备了核壳结构材料Co3O4@CeO2，再用甲酸处理改性，从而制得了比表面积大、孔隙率高、接触界面大的改性钴-铈核壳结构催化剂。该催化剂有效提高了对反应物的传质扩散和吸附活化能力，并利用CeO2的储氧能力和氧传递能力，有效提高了CO低温氧化反应的活性。
以上催化剂的性能有些是在没有水汽和二氧化碳环境下，有些是在有水汽而没有二氧化碳的环境下进行评价的，然而很多场合是存在水汽和二氧化碳的，比如燃气热水器的CO消除，燃气灶的CO消除，汽车尾气中的CO消除等，而当水汽和二氧化碳存在时，催化剂对CO氧化活性会明显下降。因此需要开发水汽和二氧化碳环境下的CO氧化催化剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服背景技术中的不足，提供一种高性能的水汽和二氧化碳气氛下CO氧化催化剂及其制备方法。
为解决该技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种水汽和二氧化碳气氛下CO氧化催化剂，由载体和活性成份组成，载体为ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物，活性成份为Pt，ZnF2、CeF3、CuF2的摩尔比为0.5～1.5:0.5～1.5:0.1。ZnF2-CeF3-CuF2混合物与C3N4的质量比为：1:0.02～0.06，Pt负载量以Pt计为ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物的0.5～2％，
该催化剂的制备方法为：以Zn(NO3)2·6H2O为锌源，Ce(NO3)3·6H2O为铈源，Cu(NO3)2·3H2O为铜源，通过加入氢氟酸反应得到ZnF2-CeF3-CuF2混合物，再向ZnF2-CeF3-CuF2混合物加入尿素，ZnF2-CeF3-CuF2混合物和尿素的质量比为1:0.1～0.3，后于氮气气氛下焙烧，尿素在高温下分解生成C3N4，得到ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物。然后在ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物上负载Pt(NO3)2，Pt负载量以Pt计为ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物的0.5～2％，干燥后在空气气氛下焙烧，最后用水合肼还原制得本发明的催化剂。
具体的制备方法包括以下步骤：
(1)以Zn(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为0.5～1.5:0.5～1.5:0.1，称量后加入氢氟酸进行反应生成ZnF2、CeF3、CuF2沉淀，沉淀完全后过滤，沉淀于100℃烘箱中干燥8小时，得到ZnF2-CeF3-CuF2混合物；
(2)以ZnF2-CeF3-CuF2混合物和尿素的质量比为1:0.1～0.3；称量后加入去离子水混合均匀，于90℃水浴中蒸干液体，于100℃烘箱中干燥8小时，最后在450℃氮气气氛下焙烧4小时，尿素分解后生成C3N4，得到ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物，混合物中ZnF2-CeF3-CuF2混合物与C3N4的质量比为：1:0.02～0.06；
(3)将Pt(NO3)2溶液加到ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物中，室温下浸渍12小时，再于90℃水浴炒干，后于100℃烘箱中干燥8小时，于300℃空气气氛下焙烧4小时，最后用质量百分浓度为1％的水合肼进行还原，用去离子水洗涤4次，于100℃烘箱中干燥8小时，得到本发明的催化剂。其中Pt在ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物的质量分数比为0.5～2.0％。
用以上方法制得的的催化剂，其由ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物为载体，Pt为活性组分，在水汽和二氧化碳气氛下具有高的活性。
具体实施方式
以下结合具体的实施例进一步阐明本发明，但本发明不局限于以下实施例。
实施例1
(1)按照Zn(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为0.5:1.5:0.1，分别称取14.88gZn(NO3)2·6H2O、65.12gCe(NO3)3·6H2O和2.42gCu(NO3)2·3H2O，加水100ml溶解后，加入25ml氢氟酸(浓度：22.8mol/L)进行反应生成ZnF2、CeF3、CuF2沉淀，沉淀完全后过滤，再于100℃烘箱中干燥8小时，得到ZnF2-CeF3-CuF2混合物；
(2)按照ZnF2-CeF3-CuF2混合物和尿素的质量比为1:0.1，分别称取20gZnF2-CeF3-CuF2混合物和2g尿素，再加入100ml去离子水混合均匀，于90℃水浴中蒸干液体，于100℃烘箱中干燥8小时，最后在450℃氮气气氛下焙烧4小时，尿素分解后生成C3N4，得到ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物，混合物中ZnF2-CeF3-CuF2混合物与C3N4的质量比为：1:0.02；
(3)按照Pt在ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物的质量分数比为1.5％称取3g质量百分浓度为10％的Pt(NO3)2溶液，将Pt(NO3)2溶液加到20gZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物中，室温下浸渍12小时，再于90℃水浴炒干，后于100℃烘箱中干燥8小时，于300℃空气气氛下焙烧4小时，最后加入质量百分浓度为1％的水合肼2ml进行还原，用去离子水洗涤4次，于100℃烘箱中干燥8小时，得到Pt/ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4催化剂。
催化剂活性测试条件，将已制备的催化剂压片过筛，选择100-120目的催化剂颗粒，用量为100mg，装入内径为6mm的用于反应的石英管中。反应气分别为1％CO+1％O2+98％N2和1％CO+1％O2+15％CO2+10％H2O+73％N2，空速为60000mL·g-1h-1条件下测定催化剂的CO反应性能。催化剂性能以CO转化率达到99％的最低反应温度分别用T99-1表示1％CO+1％O2+98％N2反应气氛，和T99-2表示1％CO+1％O2+15％CO2+10％H2O+73％N2反应气氛，T99-1和T99-2分别是反应1h的测试结果。在水汽和二氧化碳的反应气氛1％CO+1％O2+15％CO2+10％H2O+73％N2，反应10h的活性以T99-F表示。催化剂的反应性能见表1。
实施例2
(1)按照Zn(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1:1:0.1，分别称取29.75gZn(NO3)2·6H2O、43.41gCe(NO3)3·6H2O和2.42gCu(NO3)2·3H2O，加水100mL溶解后，加入23mL氢氟酸(浓度：22.8mol/L)进行反应生成ZnF2、CeF3、CuF2沉淀，沉淀完全后过滤，再于100℃烘箱中干燥8小时，得到ZnF2-CeF3-CuF2混合物；
(2)按照ZnF2-CeF3-CuF2混合物和尿素的质量比为1:0.1，分别称取20gZnF2-CeF3-CuF2混合物和2g尿素，再加入100mL去离子水混合均匀，于90℃水浴中蒸干液体，于100℃烘箱中干燥8小时，最后在450℃氮气气氛下焙烧4小时，尿素分解后生成C3N4，得到ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物，混合物中ZnF2-CeF3-CuF2混合物与C3N4的质量比为：1:0.02；
(3)按照Pt在ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物的质量分数比为1.5％称取3g质量百分浓度为10％的Pt(NO3)2溶液，将Pt(NO3)2溶液加到20gZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物中，室温下浸渍12小时，再于90℃水浴炒干，后于100℃烘箱中干燥8小时，于300℃空气气氛下焙烧4小时，最后加入质量百分浓度为1％的水合肼2ml进行还原，用去离子水洗涤4次，于100℃烘箱中干燥8小时，得到Pt/ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4催化剂。
催化剂活性测试条件与实施例1相同，催化剂的反应性能见表1。
实施例3
(1)按照Zn(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1.5:0.5:0.1，分别称44.62gZn(NO3)2·6H2O、21.71gCe(NO3)3·6H2O和2.42gCu(NO3)2·3H2O，加水100ml溶解后，加入21mL氢氟酸(浓度：22.8mol/L)进行反应生成ZnF2、CeF3、CuF2沉淀，沉淀完全后过滤，再于100℃烘箱中干燥8小时，得到ZnF2-CeF3-CuF2混合物；
(2)按照ZnF2-CeF3-CuF2混合物和尿素的质量比为1:0.1，分别称取20gZnF2-CeF3-CuF2混合物和2g尿素，再加入100mL去离子水混合均匀，于90℃水浴中蒸干液体，于100℃烘箱中干燥8小时，最后在450℃氮气气氛下焙烧4小时，尿素分解后生成C3N4，得到ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物，混合物中ZnF2-CeF3-CuF2混合物与C3N4的质量比为：1:0.02；
(3)按照Pt在ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物的质量分数比为1.5％称取3g质量百分浓度为10％的Pt(NO3)2溶液，将Pt(NO3)2溶液加到20gZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物中，室温下浸渍12小时，再于90℃水浴炒干，后于100℃烘箱中干燥8小时，于300℃空气气氛下焙烧4小时，最后加入质量百分浓度为1％的水合肼2ml进行还原，用去离子水洗涤4次，于100℃烘箱中干燥8小时，得到Pt/ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4催化剂。
催化剂活性测试条件与实施例1相同，催化剂的反应性能见表1。
实施例4
(1)按照Zn(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1.5:0.5:0.1，分别称取44.62gZn(NO3)2·6H2O、21.71gCe(NO3)3·6H2O和2.42gCu(NO3)2·3H2O，加水100ml溶解后，加入21mL氢氟酸(浓度：22.8mol/L)进行反应生成ZnF2、CeF3、CuF2沉淀，沉淀完全后过滤，再于100℃烘箱中干燥8小时，得到ZnF2-CeF3-CuF2混合物；
(2)按照ZnF2-CeF3-CuF2混合物和尿素的质量比为1:0.2，分别称取20gZnF2-CeF3-CuF2混合物和4g尿素，再100mL去离子水混合均匀，于90℃水浴中蒸干液体，于100℃烘箱中干燥8小时，最后在450℃氮气气氛下焙烧4小时，尿素分解后生成C3N4，得到ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物，混合物中ZnF2-CeF3-CuF2混合物与C3N4的质量比为：1:0.04；
(3)按照Pt在ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物的质量分数比为1.5％称取3g质量百分浓度为10％的Pt(NO3)2溶液，将Pt(NO3)2溶液加到20gZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物中，室温下浸渍12小时，再于90℃水浴炒干，后于100℃烘箱中干燥8小时，于300℃空气气氛下焙烧4小时，最后加入质量百分浓度为1％的水合肼2ml进行还原，用去离子水洗涤4次，于100℃烘箱中干燥8小时，得到Pt/ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4催化剂。
催化剂活性测试条件与实施例1相同，催化剂的反应性能见表1。
实施例5
(1)按照Zn(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1.5:0.5:0.1，分别称取44.62gZn(NO3)2·6H2O、21.71gCe(NO3)3·6H2O和2.42gCu(NO3)2·3H2O，加水100ml溶解后，加入21mL氢氟酸(浓度：22.8mol/L)进行反应生成ZnF2、CeF3、CuF2沉淀，沉淀完全后过滤，再于100℃烘箱中干燥8小时，得到ZnF2-CeF3-CuF2混合物；
(2)按照ZnF2-CeF3-CuF2混合物和尿素的质量比为1:0.3，分别称取20gZnF2-CeF3-CuF2混合物和6g尿素，再加入100mL去离子水混合均匀，于90℃水浴中蒸干液体，于100℃烘箱中干燥8小时，最后在450℃氮气气氛下焙烧4小时，尿素分解后生成C3N4，得到ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物，混合物中ZnF2-CeF3-CuF2混合物与C3N4的质量比为：1:0.06；
(3)按照Pt在ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物的质量分数比为1.5％称取3g质量百分浓度为10％的Pt(NO3)2溶液，将Pt(NO3)2溶液加到20gZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物中，室温下浸渍12小时，再于90℃水浴炒干，后于100℃烘箱中干燥8小时，于300℃空气气氛下焙烧4小时，最后加入质量百分浓度为1％的水合肼2ml进行还原，用去离子水洗涤4次，于100℃烘箱中干燥8小时，得到Pt/ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4催化剂。
催化剂活性测试条件与实施例1相同，催化剂的反应性能见表1。
实施例6
(1)按照Zn(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1.5:0.5:0.1，分别称取44.62gZn(NO3)2·6H2O、21.71gCe(NO3)3·6H2O和2.42gCu(NO3)2·3H2O，加水100ml溶解后，加入21mL氢氟酸(浓度：22.8mol/L)进行反应生成ZnF2、CeF3、CuF2沉淀，沉淀完全后过滤，再于100℃烘箱中干燥8小时，得到ZnF2-CeF3-CuF2混合物；
(2)按照ZnF2-CeF3-CuF2混合物和尿素的质量比为1:0.3，分别称取20gZnF2-CeF3-CuF2混合物和6g尿素，再加入100mL去离子水混合均匀，于90℃水浴中蒸干液体，于100℃烘箱中干燥8小时，最后在450℃氮气气氛下焙烧4小时，尿素分解后生成C3N4，得到ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物，混合物中ZnF2-CeF3-CuF2混合物与C3N4的质量比为：1:0.06；
(3)按照Pt在ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物的质量分数比为0.5％称取1g质量百分浓度为10％的Pt(NO3)2溶液，将Pt(NO3)2溶液加到20gZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物中，室温下浸渍12小时，再于90℃水浴炒干，后于100℃烘箱中干燥8小时，于300℃空气气氛下焙烧4小时，最后加入质量百分浓度为1％的水合肼2ml进行还原，用去离子水洗涤4次，于100℃烘箱中干燥8小时，得到Pt/ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4催化剂。
催化剂活性测试条件与实施例1相同，催化剂的反应性能见表1。
实施例7
(1)按照Zn(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1.5:0.5:0.1，分别称取44.62gZn(NO3)2·6H2O、21.71gCe(NO3)3·6H2O和2.42gCu(NO3)2·3H2O，加水100ml溶解后，加入21mL氢氟酸(浓度：22.8mol/L)进行反应生成ZnF2、CeF3、CuF2沉淀，沉淀完全后过滤，再于100℃烘箱中干燥8小时，得到ZnF2-CeF3-CuF2混合物；
(2)按照ZnF2-CeF3-CuF2混合物和尿素的质量比为1:0.3，分别称取20gZnF2-CeF3-CuF2混合物和6g尿素，再加入100mL去离子水混合均匀，于90℃水浴中蒸干液体，于100℃烘箱中干燥8小时，最后在450℃氮气气氛下焙烧4小时，尿素分解后生成C3N4，得到ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物，混合物中ZnF2-CeF3-CuF2混合物与C3N4的质量比为：1:0.06；
(3)按照Pt在ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物的质量分数比为1％称取2g质量百分浓度为10％的Pt(NO3)2溶液，将Pt(NO3)2溶液加到20gZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物中，室温下浸渍12小时，再于90℃水浴炒干，后于100℃烘箱中干燥8小时，于300℃空气气氛下焙烧4小时，最后加入质量百分浓度为1％的水合肼2ml进行还原，用去离子水洗涤4次，于100℃烘箱中干燥8小时，得到Pt/ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4催化剂。
催化剂活性测试条件与实施例1相同，催化剂的反应性能见表1。
实施例8
(1)按照Zn(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1.5:0.5:0.1，分别称取44.62gZn(NO3)2·6H2O、21.71gCe(NO3)3·6H2O和2.42gCu(NO3)2·3H2O，加水100ml溶解后，加入21mL氢氟酸(浓度：22.8mol/L)进行反应生成ZnF2、CeF3、CuF2沉淀，沉淀完全后过滤，再于100℃烘箱中干燥8小时，得到ZnF2-CeF3-CuF2混合物；
(2)按照ZnF2-CeF3-CuF2混合物和尿素的质量比为1:0.3，分别称取20gZnF2-CeF3-CuF2混合物和6g尿素，再加入100mL去离子水混合均匀，于90℃水浴中蒸干液体，于100℃烘箱中干燥8小时，最后在450℃氮气气氛下焙烧4小时，尿素分解后生成C3N4，得到ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物，混合物中ZnF2-CeF3-CuF2混合物与C3N4的质量比为：1:0.06；
(3)按照Pt在ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物的质量分数比为2％称取4g质量百分浓度为10％的Pt(NO3)2溶液，将Pt(NO3)2溶液加到20gZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物中，室温下浸渍12小时，再于90℃水浴炒干，后于100℃烘箱中干燥8小时，于300℃空气气氛下焙烧4小时，最后加入质量百分浓度为1％的水合肼2ml进行还原，用去离子水洗涤4次，于100℃烘箱中干燥8小时，得到Pt/ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4催化剂。
催化剂活性测试条件与实施例1相同，催化剂的反应性能见表1。
对比例1
(1)按照Zn(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1.5:0.5:0.1，分别称取44.62gZn(NO3)2·6H2O、21.71gCe(NO3)3·6H2O和2.42gCu(NO3)2·3H2O，加水100ml溶解后，加入21mL氢氟酸(浓度：22.8mol/L)进行反应生成ZnF2、CeF3、CuF2沉淀，沉淀完全后过滤，再于100℃烘箱中干燥8小时，得到ZnF2-CeF3-CuF2混合物；
(2)按照Pt在ZnF2-CeF3-CuF2混合物的质量分数比为1.5％称取3g质量百分浓度为10％的Pt(NO3)2溶液，将Pt(NO3)2溶液加到20gZnF2-CeF3-CuF2混合物中，室温下浸渍12小时，再于90℃水浴炒干，后于100℃烘箱中干燥8小时，于300℃空气气氛下焙烧4小时，最后加入质量百分浓度为1％的水合肼2ml进行还原，用去离子水洗涤4次，于100℃烘箱中干燥8小时，得到Pt/ZnF2-CeF3-CuF2催化剂。
催化剂活性测试条件与实施例1相同，催化剂的反应性能见表2。
对比例2
(1)按照Zn(NO3)2·6H2O和Ce(NO3)3·6H2O的摩尔比为1.5:0.5，分别称取44.62gZn(NO3)2·6H2O和21.71gCe(NO3)3·6H2O，加水100ml溶解后，加入20mL氢氟酸(浓度：22.8mol/L)进行反应生成ZnF2、CeF3沉淀，沉淀完全后过滤，再于100℃烘箱中干燥8小时，得到ZnF2-CeF3混合物；
(2)按照ZnF2-CeF3混合物和尿素的质量比为1:0.3，分别称取20gZnF2-CeF3混合物和6g尿素，再加入100mL去离子水混合均匀，于90℃水浴中蒸干液体，于100℃烘箱中干燥8小时，最后在450℃氮气气氛下焙烧4小时，尿素分解后生成C3N4，得到ZnF2-CeF3-C3N4混合物，混合物中ZnF2-CeF3-CuF2混合物与C3N4的质量比为：1:0.06；
(3)按照Pt在ZnF2-CeF3-C3N4混合物的质量分数比为1.5％称取3g质量百分浓度为10％的Pt(NO3)2溶液，将Pt(NO3)2溶液加到20gZnF2-CeF3-C3N4混合物中，室温下浸渍12小时，再于90℃水浴炒干，后于100℃烘箱中干燥8小时，于300℃空气气氛下焙烧4小时，最后加入质量百分浓度为1％的水合肼2ml进行还原，用去离子水洗涤4次，于100℃烘箱中干燥8小时，得到Pt/ZnF2-CeF3-C3N4催化剂。
催化剂活性测试条件与实施例1相同，催化剂的反应性能见表2。
对比例3
(1)按照Zn(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1.5:0.5:0.1，分别称取44.62gZn(NO3)2·6H2O、21.71gCe(NO3)3·6H2O和2.42gCu(NO3)2·3H2O，加水100ml溶解后，加入21mL氢氟酸(浓度：22.8mol/L)进行反应生成ZnF2、CeF3、CuF2沉淀，沉淀完全后过滤，再于100℃烘箱中干燥8小时，得到ZnF2-CeF3-CuF2混合物；
(2)按照ZnF2-CeF3-CuF2混合物和尿素的质量比为1:0.3，分别称取20gZnF2-CeF3-CuF2混合物和6g尿素，再加入100mL去离子水混合均匀，于90℃水浴中蒸干液体，于100℃烘箱中干燥8小时，最后在450℃氮气气氛下焙烧4小时，尿素分解后生成C3N4，得到ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物，混合物中ZnF2-CeF3-CuF2混合物与C3N4的质量比为：1:0.06；
(3)按照Pt在ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物的质量分数比为1.5％称取3g质量百分浓度为10％的Pt(NO3)2溶液，将Pt(NO3)2溶液加到20gZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物中，室温下浸渍12小时，再于90℃水浴炒干，后于100℃烘箱中干燥8小时，于300℃空气气氛下焙烧4小时，得到Pt/ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4催化剂。
催化剂活性测试条件与实施例1相同，催化剂的反应性能见表2。
表1：实施例催化剂在水汽和CO2气氛下CO氧化活性
表2：对比实施例催化剂在水汽和CO2气氛下CO氧化活性
由表1和表2可见，实施例1-8催化剂的活性明显高于(即T99-1，T99-2温度低)对比实施例的Pt催化剂，在水汽和二氧化碳存在时对催化剂的性能影响较小。而且在水汽和二氧化碳环境下催化剂反应10h，催化剂活性下降也很小。表明实施例的催化剂及其制备方法对于提高催化剂在水汽和二氧化碳环境下的活性非常明显。在实施例中，实施例7的催化剂性能最好。通过与对比实施例比较，载体中的C3N4和CuF2对提高催化剂的性能是非常有帮助的。催化剂的还原过程对催化剂的性能提升也比较明显。

Claims (3)

1.一种水汽和二氧化碳气氛下CO氧化催化剂，其特征在于：催化剂由载体和活性成份组成，载体为ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物，活性成份为Pt，ZnF2、CeF3、CuF2的摩尔比为0.5～1.5:0.5～1.5:0.1，ZnF2-CeF3-CuF2混合物与C3N4的质量比为：1:0.02～0.06，Pt负载量以Pt计为ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物的0.5～2％。
2.权利要求1所述催化剂的制备方法，其特征在于：以Zn(NO3)2·6H2O为锌源，Ce(NO3)3·6H2O为铈源，Cu(NO3)2·3H2O为铜源，通过加入氢氟酸反应得到ZnF2-CeF3-CuF2混合物，再向ZnF2-CeF3-CuF2混合物加入尿素，ZnF2-CeF3-CuF2混合物和尿素的质量比为1:0.1～0.3，后于氮气气氛下焙烧，尿素在高温下分解生成C3N4，得到ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物，然后在ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物上负载Pt(NO3)2，Pt负载量以Pt计为ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物的0.5～2％，干燥后在空气气氛下焙烧，最后用水合肼还原制得催化剂。
3.权利要求2所述的制备方法以，其特征在于：具体的制备方法包括以下步骤：
(1)以Zn(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O和Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为0.5～1.5:0.5～1.5:0.1，称量后加入氢氟酸进行反应生成ZnF2、CeF3、CuF2沉淀，沉淀完全后过滤，沉淀于100℃烘箱中干燥8小时，得到ZnF2-CeF3-CuF2混合物；
(2)以ZnF2-CeF3-CuF2混合物和尿素的质量比为1:0.1～0.3；称量后加入去离子水混合均匀，于90℃水浴中蒸干液体，于100℃烘箱中干燥8小时，最后在450℃氮气气氛下焙烧4小时，尿素分解后生成C3N4，得到ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物，混合物中ZnF2-CeF3-CuF2混合物与C3N4的质量比为：1:0.02～0.06；
(3)将Pt(NO3)2溶液加到ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物中，室温下浸渍12小时，再于90℃水浴炒干，后于100℃烘箱中干燥8小时，于300℃空气气氛下焙烧4小时，最后用质量百分浓度为1％的水合肼进行还原，用去离子水洗涤4次，于100℃烘箱中干燥8小时，得到本催化剂，其中Pt在ZnF2-CeF3-CuF2-C3N4混合物的质量分数比为0.5～2.0％。
CN201711014349.0A 2017-10-26 2017-10-26 一种水汽和二氧化碳气氛下co氧化催化剂及其制备方法 Withdrawn CN107649167A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711014349.0A CN107649167A (zh) 2017-10-26 2017-10-26 一种水汽和二氧化碳气氛下co氧化催化剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711014349.0A CN107649167A (zh) 2017-10-26 2017-10-26 一种水汽和二氧化碳气氛下co氧化催化剂及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107649167A true CN107649167A (zh) 2018-02-02

Family

ID=61119450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711014349.0A Withdrawn CN107649167A (zh) 2017-10-26 2017-10-26 一种水汽和二氧化碳气氛下co氧化催化剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107649167A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109225239A (zh) * 2018-09-03 2019-01-18 金华职业技术学院 一种水汽和二氧化碳气氛下co氧化催化剂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101492342A (zh) * 2008-01-15 2009-07-29 霍尼韦尔国际公司 用催化剂SbCl3、SbCl5、SbF5、TiCl4、SnCl4、Cr2O3和氟化Cr2O3将2-氯-3,3,3-三氟丙烯氢氟化为2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷
CN105772738A (zh) * 2015-11-26 2016-07-20 东南大学 氮化碳复合材料及其制备方法和应用
CN107252694A (zh) * 2017-07-25 2017-10-17 浙江师范大学 一种水汽和二氧化碳气氛下氧化co的催化剂及其制备方法
CN107262133A (zh) * 2017-08-01 2017-10-20 重庆工商大学 一种基于单分散单质铋和氮化碳的光催化剂的制备办法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101492342A (zh) * 2008-01-15 2009-07-29 霍尼韦尔国际公司 用催化剂SbCl3、SbCl5、SbF5、TiCl4、SnCl4、Cr2O3和氟化Cr2O3将2-氯-3,3,3-三氟丙烯氢氟化为2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷
CN105772738A (zh) * 2015-11-26 2016-07-20 东南大学 氮化碳复合材料及其制备方法和应用
CN107252694A (zh) * 2017-07-25 2017-10-17 浙江师范大学 一种水汽和二氧化碳气氛下氧化co的催化剂及其制备方法
CN107262133A (zh) * 2017-08-01 2017-10-20 重庆工商大学 一种基于单分散单质铋和氮化碳的光催化剂的制备办法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JUNJIANG ZHU ET AL.: "Oxygen activation sites in gold and iron catalysts supported on carbon nitride and activated carbon", 《JOURNAL OF CATALYSIS》 *
张金水等: "石墨相氮化碳的化学合成及应用", 《物理化学学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109225239A (zh) * 2018-09-03 2019-01-18 金华职业技术学院 一种水汽和二氧化碳气氛下co氧化催化剂及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106925265B (zh) 一种过渡金属复合氧化物催化剂
CN102059127B (zh) 一种用于co常温催化氧化的催化剂及其制备方法
CN101898137B (zh) 一种用于CO低温氧化的Pd-Cu催化剂及制备方法
CN110479317B (zh) 一种VOCs催化燃烧催化剂及其制备方法和应用
CN104162440B (zh) 一种铜锰锡复合氧化物co氧化催化剂制备方法
CN101979140A (zh) 一种选择性催化氧化氨气的金属负载型催化剂、制备方法及其应用
CN108479845B (zh) 一种脱硝催化剂及其制备方法
CN106268740A (zh) 一种用于液氮洗尾气中低浓度可燃组分缺氧燃烧的负载型催化剂及其制备方法和应用
CN106040260B (zh) 一种用于一氧化碳催化氧化的催化剂及其制备方法
CN111167474A (zh) 担载型催化剂的制备及其在苯的催化氧化中的应用
CN101698149A (zh) 储存性能稳定的负载型金-pgm合金催化剂及其制备方法
CN107649167A (zh) 一种水汽和二氧化碳气氛下co氧化催化剂及其制备方法
CN104475113B (zh) 液相还原法合成形貌可控的用于CO优先氧化反应CeO2/Cu2O新型催化剂
CN106607087A (zh) 一氧化碳催化转化含氮化合物的催化剂
CN105879908A (zh) 一种甲醛常温氧化催化剂及其制备方法
CN104324737A (zh) 一种整体式常温低浓度一氧化碳催化剂及其制备和应用
CN108514881A (zh) 一种用于NH3催化氧化的纳米棒状结构的Cu-Ce催化剂、制备方法以及应用
CN103990470A (zh) 一种用于一氧化碳氧化反应的负载型铱催化剂及制备方法
CN107252694B (zh) 一种水汽和二氧化碳气氛下氧化co的催化剂及其制备方法
CN114832848B (zh) 一种催化剂及其制备方法和应用
CN112246254B (zh) 一种高效的室温分解甲醛负载型金属催化剂及其制备方法
CN111001398B (zh) 具有特殊形貌的改性二氧化钛催化剂及其制备方法和应用
CN106807398A (zh) 一种用于水汽环境下消除一氧化碳和甲醛的催化剂及其制备方法
CN102430415A (zh) 一种用于甲烷选择性催化还原NOx的固体酸催化剂及其制备方法
CN109225239A (zh) 一种水汽和二氧化碳气氛下co氧化催化剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180202