CN109569678B - 一种一氧化碳催化燃烧催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一氧化碳催化燃烧催化剂及其制备方法和应用，解决现有技术中贵金属分散不均匀、高温易烧结的现象导致催化剂的催化活性和稳定性降低的问题。本发明的催化剂，活性组分选自Pt、Pd、Ru中的任意一种，含量以金属计大于0小于等于0.5wt％；载体为拟薄水铝石或γ‑Al2O3，含量为60～80wt％；活性助剂选自FePO4、LaPO4或PrPO4中的任意一种，含量为20～40wt％；成型助剂选自氧化钙、氧化镁中的一种或两种，含量为0～3wt％。本发明用磷酸盐改性载体负载贵金属，可实现起燃温度低、催化效率好、无二次污染等优点，且具有良好的稳定性和抗烧结性，在室温下即可脱除CO，并可在高温条件下运行。
Description
技术领域
本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种一氧化碳催化燃烧催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
一氧化碳(CO)是一种无色无味的有毒气体，来自化石燃料的不完全燃烧，是一种影响范围较广的污染气体。CO进入人体后会与血液中血红蛋白结合失去携氧能力，使人发生窒息甚至死亡。因此，CO的消除是治理空气污染的重要措施。除此之外，CO的消除还应用在燃料电池、封闭系统、防毒面具和气体传感器等。
现阶段主要有两种方法消除CO：一种是物理方法，包括活性炭吸附等；一种是化学方法，包括催化燃烧等。对于低浓度CO气氛，物理吸附方法效率较低。而催化燃烧法具有起燃温度低、催化效率好、无二次污染等优点，在室温下即可脱除CO。
CO氧化的催化剂一般分为贵金属催化剂和非贵金属催化剂两种。贵金属催化剂(主要活性组分为Pt、Pd、Ru、Au等)具有良好的催化活性，将其负载在载体上(如氧化铝、氧化硅等)，有助于提高催化剂的比表面积，并降低成本。但在现有技术中，一氧化碳催化燃烧催化剂存在贵金属分散不均匀的问题，且在高温(≥500℃)条件下会发生烧结，从而影响了催化剂的催化活性和稳定性。虽然CO氧化反应可以在室温下实现，但在工业实际应用中气体的温度可能并非室温，甚至在高温区域。这会导致贵金属发生烧结，催化活性大幅下降。
因此，提供一种一氧化碳催化燃烧催化剂，能提高贵金属的分散性和稳定性，实现高的催化活性、稳定性和抗烧结性，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种一氧化碳催化燃烧催化剂，解决现有技术中贵金属分散不均匀、高温易烧结的现象导致催化剂的催化活性和稳定性下降的问题。
本发明还提供了该催化剂的制备方法。
本发明又提供了该催化剂的应用。
本发明采用的技术方案如下：
本发明所述的一种一氧化碳催化燃烧催化剂，包括活性组分、载体、活性助剂和成型助剂，
其中，所述活性组分选自Pt、Pd、Ru中的任意一种，所述活性组分的含量以金属计大于 0小于等于0.5wt％；
所述载体为拟薄水铝石或γ-Al2O3，所述载体的含量为60～80wt％；
所述活性助剂选自FePO4、LaPO4或PrPO4中的任意一种，所述活性助剂的含量为 20～40wt％；
所述成型助剂选自氧化钙、氧化镁中的一种或两种，所述成型助剂的含量为0～3wt％。
本发明所述的一种一氧化碳催化燃烧催化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1.分别配置活性助剂前驱体溶液和沉淀剂溶液；
步骤2.在沉淀釜中加入一定量的去离子水，加热后，加入所述载体，搅拌条件下，将所述前驱体溶液和沉淀剂溶液同时以一定速率流入沉淀釜中反应；
步骤3.滴定结束后，保温陈化一段时间，所得固体洗涤、抽滤、干燥、焙烧；
步骤4.将步骤3焙烧后的产物等体积浸渍在活性组分前驱体溶液中，静置后，烘干，焙烧，得催化剂粉末；
步骤5.将步骤4制得的催化剂粉末中加入所述成型助剂，压片成型。
进一步地，步骤1中，所述活性助剂前驱体为Fe、La或Pr的硝酸盐，所述活性助剂前驱体溶液的浓度为0.01～1.0mol/L；
所述沉淀剂为磷酸二氢铵，所述沉淀剂溶液的浓度为0.01～1.0mol/L。
进一步地，所述活性助剂前驱体溶液中还加入了分散剂聚乙二醇，其添加量为活性助剂质量的2～3％。
进一步地，所述步骤2中，活性助剂前驱体和沉淀剂的用量摩尔比为1：1；控制沉淀反应过程中的pH范围为2.0～7.0。
进一步地，所述活性组分前驱体选自氯铂酸、硝酸钯、氯钯酸或硝酸钌中的一种。
进一步地，步骤3中，所述干燥的条件为80～120℃下干燥8～12h，焙烧的条件为300～600℃下焙烧4～8h。
进一步地，步骤4中，所述烘干的条件为110～120℃烘干8～12h，焙烧的条件为300～500℃下焙烧2～6h。
本发明所述的一种一氧化碳催化燃烧催化剂的应用，适用于中低浓度、大风量、低温或高温条件下的CO净化脱除。
进一步地，将所述催化剂置于固定床反应器内，体积空速1000～20000h-1，反应温度 30～500℃，床层压力0.1～5MPa。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明设计科学，方法简单。本发明用磷酸盐改性载体负载贵金属，可实现起燃温度低、催化效率好、无二次污染等优点，且具有良好的稳定性和抗烧结性，在室温下即可脱除CO，并可在高温条件下运行。
本发明以拟薄水铝石或γ-Al2O3作为载体，使催化剂具有高的比表面积和高的强度；用磷酸盐改性提高了催化剂的稳定性，同时降低了活性组分贵金属的用量，降低了催化剂的生产成本。在室温下可脱除空气中微量的CO至1ppm以下，具有高的催化活性和精度。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
实施例1
本实施例公开了本发明的催化剂的制备方法，具体为：
步骤1：称取硝酸铁50.83g、聚乙二醇0.38g溶解，前驱体溶液物质的量浓度为0.05mol/L。称取磷酸二氢铵14.47g，配置成0.05mol/L溶液作为沉淀剂。
步骤2：在沉淀釜中加入200g去离子水，加热至50℃，加入拟薄水铝石43.48g，快速搅拌，同时加入前驱体溶液和沉淀剂，控制pH值为2.0。
步骤3：滴加结束后，停止搅拌，陈化8h。所得固体先后用去离子水和乙醇洗涤至中性，抽滤。120℃干燥，500℃焙烧4h。
步骤4：取5mgPd/mL氯钯酸溶液20mL，稀释至50mL，将步骤3焙烧所得粉末浸渍在该溶液中，静置8小时后，100℃干燥，400℃焙烧3h，得到催化剂粉末。
步骤5：在得催化剂粉末中加入氧化钙0.90g，压片成型。其中，Pd的含量为0.2wt％，载体为60wt％，活性助剂为38wt％，成型助剂为1.8wt％。催化剂记为C001。
实施例2
本实施例公开了本发明的催化剂的制备方法，具体为：
步骤1：称取硝酸镧21.28g、聚乙二醇0.35g溶解，前驱体溶液物质的量浓度为0.05mol/L。称取磷酸二氢铵5.65g，配置成0.05mol/L溶液作为沉淀剂。
步骤2：在沉淀釜中加入200g去离子水，加热至30℃，加入γ-Al2O337.5g，快速搅拌，同时加入前驱体溶液和沉淀剂，控制pH值为6.0。
步骤3：滴加结束后，停止搅拌，陈化12h。所得固体先后用去离子水和乙醇洗涤至中性，抽滤。80℃干燥，350℃焙烧7h。
步骤4：取5mgPt/mL氯铂酸溶液10mL，稀释至50mL，将步骤3焙烧所得粉末浸渍在该溶液中，静置8小时后，110℃干燥，500℃焙烧6h，得到催化剂粉末。
步骤5：在得催化剂粉末中加入氧化钙0.50g，氧化镁0.45g，压片成型。其中，Pt的含量为0.1wt％，载体为75wt％，活性助剂为23wt％，成型助剂为1.9wt％。催化剂记为C002。
实施例3
本实施例公开了本发明的催化剂的制备方法，具体为：
步骤1：称取硝酸铁33.44g、聚乙二醇0.25g溶解，前驱体溶液物质的量浓度为0.2mol/L。称取磷酸二氢铵9.52g，配置成0.2mol/L溶液作为沉淀剂。
步骤2：在沉淀釜中加入200g去离子水，加热至40℃，加入γ-Al2O3 37.00g，快速搅拌，同时加入前驱体溶液和沉淀剂，控制pH值为4.5。
步骤3：滴加结束后，停止搅拌，陈化15h。所得固体先后用去离子水和乙醇洗涤至中性，抽滤。90℃干燥，450℃焙烧5h。
步骤4：取5mgRu/mL硝酸钌溶液40mL，稀释至50mL，将步骤3焙烧所得粉末浸渍在该溶液中，静置8小时后，100℃干燥，300℃焙烧2h，得到催化剂粉末。
步骤5：在得催化剂粉末中加入氧化镁0.30g，压片成型。其中，Ru的含量为0.4wt％，载体为74wt％，活性助剂为25wt％，成型助剂为0.6wt％。催化剂记为C003。
实施例4
本实施例公开了本发明的催化剂的制备方法，具体为：
步骤1：称取硝酸镨18.51g、聚乙二醇0.30g溶解，前驱体溶液物质的量浓度为0.3mol/L。称取磷酸二氢铵4.89g，配置成0.05mol/L溶液作为沉淀剂。
步骤2：在沉淀釜中加入200g去离子水，加热至60℃，加入拟薄水铝石57.25g，快速搅拌，同时加入前驱体溶液和沉淀剂，控制pH值为3.5。
步骤3：滴加结束后，停止搅拌，陈化4h。所得固体先后用去离子水和乙醇洗涤至中性，抽滤。100℃干燥，350℃焙烧8h。
步骤4：取5mgPd/mL硝酸钯溶液5mL，稀释至50mL，将步骤3焙烧所得粉末浸渍在该溶液中，静置8小时后，120℃干燥，400℃焙烧5h，得到催化剂粉末。
步骤5：在得催化剂粉末中加入氧化钙0.48g，氧化镁0.10g，压片成型。其中，Pd的含量为0.05wt％，载体为79wt％，活性助剂为20wt％，成型助剂为0.95wt％。催化剂记为C004。
实施例5
本实施例公开了本发明的催化剂的制备方法，具体为：
步骤1：称取硝酸镧25.91g溶解、聚乙二醇0.28g，前驱体溶液物质的量浓度为0.05mol/L。称取磷酸二氢铵6.88g，配置成0.05mol/L溶液作为沉淀剂。
步骤2：在沉淀釜中加入200g去离子水，加热至70℃，加入拟薄水铝石50.72g，快速搅拌，同时加入前驱体溶液和沉淀剂，控制pH值为7.0。
步骤3：滴加结束后，停止搅拌，陈化6h。所得固体先后用去离子水和乙醇洗涤至中性，抽滤。120℃干燥，600℃焙烧4h。
步骤4：取5mgPt/mL氯铂酸溶液25mL，稀释至50mL，将步骤3焙烧所得粉末浸渍在该溶液中，静置8小时后，100℃干燥，300℃焙烧4h，得到催化剂粉末。
步骤5：在得催化剂粉末中加入氧化镁0.88g，压片成型。其中，Pt的含量为0.25wt％，载体为70wt％，活性助剂为28wt％，成型助剂为1.75wt％。催化剂记为C005。
实施例6
本实施例公开了本发明的催化剂的制备方法，具体为：
步骤1：称取硝酸镨32.39g、聚乙二醇0.53g溶解，前驱体溶液物质的量浓度为0.05mol/L。称取磷酸二氢铵8.57g，配置成0.05mol/L溶液作为沉淀剂。
步骤2：在沉淀釜中加入200g去离子水，加热至65℃，加入γ-Al2O331.50g，快速搅拌，同时加入前驱体溶液和沉淀剂，控制pH值为5.0。
步骤3：滴加结束后，停止搅拌，陈化8h。所得固体先后用去离子水和乙醇洗涤至中性，抽滤。110℃干燥，350℃焙烧4h。
步骤4：取5mgPd/mL硝酸钯溶液50mL，将步骤3焙烧所得粉末浸渍在该溶液中，静置8小时后，120℃干燥，500℃焙烧2h，得到催化剂粉末。
步骤5：在得催化剂粉末中加入氧化钙0.25g，氧化镁0.50g，压片成型。其中，Pd的含量为0.5wt％，载体为63wt％，活性助剂为35wt％，成型助剂为1.5wt％。催化剂记为C006。
实施例7
本实施例公开了本发明的催化剂的制备方法，具体为：
步骤1：称取硝酸铁40.13g、聚乙二醇0.30g溶解，前驱体溶液物质的量浓度为0.2mol/L。称取磷酸二氢铵11.43g，配置成0.2mol/L溶液作为沉淀剂。
步骤2：在沉淀釜中加入200g去离子水，加热至40℃，加入γ-Al2O3 33.50g，快速搅拌，同时加入前驱体溶液和沉淀剂，控制pH值为3.0。
步骤3：滴加结束后，停止搅拌，陈化12h。所得固体先后用去离子水和乙醇洗涤至中性，抽滤。80℃干燥，400℃焙烧6h。
步骤4：取5mgRu/mL硝酸钌溶液15mL，稀释至50mL，将步骤3焙烧所得粉末浸渍在该溶液中，静置8小时后，100℃干燥，300℃焙烧6h，得到催化剂粉末。
步骤5：在得催化剂粉末中加入氧化镁1.43g，压片成型。其中，Ru的含量为0.15wt％，载体为67wt％，活性助剂为30wt％，成型助剂为2.85wt％。催化剂记为C007。
实施例8
本实施例公开了本发明的催化剂的制备方法，具体为：
步骤1：称取硝酸镧28.68g、聚乙二醇0.47g溶解，前驱体溶液物质的量浓度为0.3mol/L。称取磷酸二氢铵7.62g，配置成0.05mol/L溶液作为沉淀剂。
步骤2：在沉淀釜中加入200g去离子水，加热至50℃，加入拟薄水铝石49.28g，快速搅拌，同时加入前驱体溶液和沉淀剂，控制pH值为6.5。
步骤3：滴加结束后，停止搅拌，陈化16h。所得固体先后用去离子水和乙醇洗涤至中性，抽滤。90℃干燥，400℃焙烧8h。
步骤4：取5mgPd/mL氯钯酸溶液35mL，稀释至50mL，将步骤3焙烧所得粉末浸渍在该溶液中，静置8小时后，120℃干燥，450℃焙烧4h，得到催化剂粉末。
步骤5：在得催化剂粉末中加入氧化钙0.33g，压片成型。其中，Pd的含量为0.35wt％，载体为68wt％，活性助剂为31wt％，成型助剂为0.65wt％。催化剂记为C008。
实施例9
本实施例为对比例，与实施例8相比，本实施例不采用磷酸盐改性，具体为：
步骤1：取5mgPd/mL氯钯酸溶液35mL，稀释至50mL，将拟薄水铝石71.74g浸渍在该溶液中，静置8小时后，120℃干燥，450℃焙烧4h，得到催化剂粉末。
步骤2：在得催化剂粉末中加入氧化钙0.33g，压片成型。其中，Pd的含量为0.35wt％，载体为99wt％，成型助剂为0.65wt％。催化剂记为C009。
实施例10
催化剂性能测试
分别将实施例1-9制备的催化剂置于固定床反应器内，测试其催化燃烧性能。测试前无需预处理，原料气为含目标物浓度1000～4000mg/Nm3的空气，目标物为CO，测试空速20000h-1，压力为常压。测试结果详见表1。
表1催化剂催化燃烧性能测试结果
注：T99为目标物转化99％对应的温度。
从上表1可以看出，本发明催化剂对CO具有出色的催化燃烧性能，其中CO起燃温度<50℃，转化率达到99％对应温度<90℃。
实施例11
高温焙烧后的催化剂性能测试
分别将最优实施例5、实施例8和对比实施例9制备的催化剂在700℃条件下焙烧6小时，再测试其催化燃烧性能。测试方法同实施例10。测试结果详见表2。
表2高温焙烧后的催化剂催化燃烧性能测试结果
注：T99为目标物转化99％对应的温度。
从上表2可以看出，本发明催化剂对CO具有出色的抗烧结性能。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。
Claims (9)
1.一种一氧化碳催化燃烧催化剂的应用，其特征在于，所述催化剂适用于中低浓度、大风量、低温或高温条件下的CO净化脱除；
所述催化剂包括活性组分、载体、活性助剂和成型助剂，
其中，所述活性组分选自Pt、Pd、Ru中的任意一种，所述活性组分的含量以金属计大于0小于等于0.5wt%；
所述载体为拟薄水铝石或γ-Al2O3，所述载体的含量为60~80wt%；
所述活性助剂选自FePO4、LaPO4或PrPO4中的任意一种，所述活性助剂的含量为20~40wt%；
所述成型助剂选自氧化钙、氧化镁中的一种或两种，所述成型助剂的含量为0~3wt%。
2.根据权利要求1所述的一种一氧化碳催化燃烧催化剂的应用，其特征在于，所述催化剂的制备方法包括以下步骤：
步骤1. 分别配置活性助剂前驱体溶液和沉淀剂溶液；
步骤2. 在沉淀釜中加入一定量的去离子水，加热后，加入所述载体，搅拌条件下，将所述前驱体溶液和沉淀剂溶液同时以一定速率流入沉淀釜中反应；
步骤3.滴定结束后，保温陈化一段时间，所得固体洗涤、抽滤、干燥、焙烧；
步骤4. 将步骤3焙烧后的产物等体积浸渍在活性组分前驱体溶液中，静置后，烘干，焙烧，得催化剂粉末；
步骤5.在步骤4制得的催化剂粉末中加入所述成型助剂，压片成型。
3.根据权利要求2所述的一种一氧化碳催化燃烧催化剂的应用，其特征在于，步骤1中，所述活性助剂前驱体为Fe、La或Pr的硝酸盐，所述活性助剂前驱体溶液的浓度为0.01~1.0mol/L；
所述沉淀剂为磷酸二氢铵，所述沉淀剂溶液的浓度为0.01~1.0mol/L。
4.根据权利要求3所述的一种一氧化碳催化燃烧催化剂的应用，其特征在于，所述活性助剂前驱体溶液中还加入了分散剂聚乙二醇，其添加量为活性助剂质量的2~3%。
5.根据权利要求4所述的一种一氧化碳催化燃烧催化剂的应用，其特征在于，所述步骤2中，活性助剂前驱体和沉淀剂的用量摩尔比为1:1；控制沉淀反应过程中的pH范围为2.0~7.0。
6.根据权利要求5所述的一种一氧化碳催化燃烧催化剂的应用，其特征在于，所述活性组分前驱体选自氯铂酸、硝酸钯、氯钯酸或硝酸钌中的一种。
7.根据权利要求6所述的一种一氧化碳催化燃烧催化剂的应用，其特征在于，步骤3中，所述干燥的条件为80~120℃下干燥8~12h，焙烧的条件为300~600℃下焙烧4~8h。
8.根据权利要求7所述的一种一氧化碳催化燃烧催化剂的应用，其特征在于，步骤4中，所述烘干的条件为110~120℃烘干8~12h，焙烧的条件为300~500℃下焙烧2~6h。
9.根据权利要求1所述的一种一氧化碳催化燃烧催化剂的应用，其特征在于，将所述催化剂置于固定床反应器内，体积空速1000~20000h-1，反应温度30~500℃，床层压力0.1~5MPa。
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| Effect of different LaPO4 supports on the catalytic performance of Rh2O3 /LaPO4 in N2O decomposition and CO oxidation;Huan Liu等;《Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers》;20161202;第71卷;第373-380页 * |
| Rh Supported on LaPO4/SiO2 Nanocomposites as Thermally Stable Catalysts for TWC Applications;Haris Puspito Buwono等;《Emiss. Control Sci. Technol.》;20150807(第1期);第284-291页 * |
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