CN1100593C - 一种一氧化碳氧化剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种一氧化碳氧化剂的制备方法。其特征在于将钯或钯盐溶于硫酸溶液，并加热使钯盐完全转化为硫酸钯，然后稀释于一定量的水中，再将硅藻土类载体浸入溶液，将浸有硫酸钯溶液的载体转移至一耐酸性、两端均有气孔的容器中，一端通入氮气于150-160℃干燥约2小时，氧化剂有效重量百分比范围为：钯∶硫酸∶载体＝(0.2～10)∶(10～50)∶(50～90)。本发明的积极效果在于本氧化剂以硫酸钯为主要活性成分，可直接将CO氧化为CO₂，氧化反应在常温常压下进行，氧化速度快，反应瞬间完成。本氧化剂适用范围广，氧化效率高，反应完全，氧化剂可反复再生，再生方法简便。

Description

一种一氧化碳氧化剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种一氧化碳氧化剂的制备方法。

背景技术

一氧化碳氧化剂可应用于化工行业气体净化领域中一氧化碳的脱除以及化学分析领域微量一氧化碳、二氧化碳的分析测试。

国内外气体净化领域中现有的一氧化碳的脱除方法大致可分为两大类：一类为铜盐系列类吸附剂，如CuCl、Al₂O₃、CuCl-活性碳、Cu-分子筛等，此类吸附剂主要是利用Cu⁺可与CO生成配位键化合物，而达到吸附目的；另一类为贵金属催化剂类，主要有由铂、钯、金等金属与各种载体构成的系列产品，此类催化剂或使一氧化碳在氧气环境下氧化为二氧化碳，或通过变压吸附等手段达到吸附脱除一氧化碳的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一氧化碳氧化剂的制备方法。

本发明是这样实现的：将一定量的钯或钯盐(氯化钯、硝酸钯、硫酸钯均可)溶于一定量的硫酸溶液中，高温除去溶液中可能存在的Cl^-、NO₃ ^-，使钯完全转化为硫酸钯，然后将硫酸-硫酸钯溶液稀释至一定量的水中，再将一定量的硅澡土类载体浸入液体中，使载体充分吸附溶液。将浸有硫酸钯溶液的载体转移至一耐酸性、两端均留有气孔的容器中，一端通入氮气(N₂≥99.99％)于可控温加热器中，缓慢升温至150-160℃，干燥约2-3小时。氧化剂的有效比例范围为(W/W)：

钯∶硫酸∶载体＝(0.2-10)∶(10-50)∶(50-90)

氧化剂最佳配比为(w/w)

钯∶硫酸∶载体＝(1～5)∶40∶60

具体制备步骤如下：

一、将1-5份钯溶于一定量的盐酸(1∶1)中，可稍微加热至钯全部溶解、冷却。(以下称为溶液①)(注：钯用量视气体中一氧化碳含量而定，一般一氧化碳含量约100ppm时，钯为1份，一氧化碳含量为1％时，钯含量为5份)。

二、将40份浓硫酸(H₂SO₄98％)缓慢加入溶液①中，于加热炉上缓慢加热除去水及HCl，直至溶液冒三氧化硫白烟为止。(称为溶液②)

三、将溶液②稀释至120份水中，(称为溶液③)(用水量根据载体吸水量确定，一般为载体量的两倍)。

四、将60份红色硅藻土载体浸入溶液③中，注意：溶液③的量应保证载体全部吸附溶液但又无溶液过量为宜。

五、将上步骤所得物料转移至一耐酸性、两端均有气孔的容器中，容器安装在一可控温加热炉内，从一端通入钢瓶氮气(N₂≥99.99％)，流速为0.5升/分钟，再缓慢升温至150-160℃，保持约2小时，至用冷镜面观察出口气，镜面无明显冷凝水汽为止，停止加热。

六、干燥结束后，停止通入氮气，本氧化剂即可转入正常使用。本氧化剂氧化原理为一氧化碳气体流过硫酸钯氧化剂时，当有微量水存在下，CO可与Pd²⁺反应生成CO₂。反应所需的水由氧化剂中过量的硫酸吸附的水来提供，应方程式如下：

本反应在常温常压下可定量完成。

应用本氧化剂时，如须将气体中的CO及其氧化产物CO₂全部消除，须将本氧化剂与CO₂吸收剂串联使用，先将CO氧化为CO₂，再将CO₂脱除，如只须将CO转化为CO₂则只用本氧化剂即可。

本氧化剂氧化CO的反应为等摩尔反应，氧化一定量的CO后，其氧化效果将逐渐下降直至失效。故在使用一段时间后，须将氧化剂再生。

本发明的积极效果在于本氧化剂以硫酸钯为主要活性成分，可直接将CO氧化为CO₂，氧化反应在常温常压下进行，氧化速度快，反应瞬间完成。本氧化剂适用范围广，氧化效率高，反应完全。可适于氮气、氩气、氦气、氧气、二氧化碳等常用气体的净化或气体中CO分析测试，当气体中一氧化碳含量小于1％时，氧化效率可高达99％，氧化剂可反复再生，再生方法简便。

具体实施方式

实施例1：本例为氧化剂的制备，加热装置为SCL-01型气相色谱柱老化箱，气源为钢瓶氮气(N₂≥99.99％)，氧化剂容器为直径8毫米，长300毫米圆柱形不锈钢管，按钯∶硫酸∶载体＝3∶40∶60的比例制备氧化剂50克。

按制备步骤，称取金属钯1.5克溶于10ml 1∶1HCl溶液，稍加热至全部溶解后滴加硫酸(98％)20克(约11ml)于电炉上缓慢加热，使水及HCl全部挥发，至溶济刚冒SO₃白烟后停止加热，冷却后将其溶于约60ml水中，再将30克6201红色色谱担体浸入其中，将浸有硫酸钯的担体装填入不锈钢管，两端填少许石英棉后装入加热炉中，通N₂约500ml/min，升温至110-120℃保持30min，再升至150-160℃约2小时，完毕。

实施例2：本例目的为测试氧化剂对氮气中一氧化碳的氧化效果。

测试仪器为带甲烷化炉、氢火焰检测器的气相色谱仪，样品气为钢瓶标气，其中：

CO＝0.313％，CO₂＝0.412％，底气：N₂

色谱仪条件：

主机：GC-15A气相色谱仪，带甲烷化炉，六通阀。

检测器：氢火焰离子化检测器

色谱柱：Porpark Q          L＝3m

柱温：60℃                 检测器温：180℃

转化炉温：375℃            进样量：1ml

操作步骤：将标气钢瓶装减压阀，测试标气中CO、CO₂含量后，将氧化剂管连接至减压阀出口，调节标气流量约100ml/min，再测试氧化剂管出口气中CO、CO₂的含量。

测试结果：

       氧化前(％)           氧化后(％)

CO     0.313                0.001

CO₂   0.412                0.724

CO氧化率大于99％

注：如按上述步骤，氧化剂连续使用3小时后，氧化率将逐渐下降。

Claims (2)

1、一种一氧化碳氧化剂的制备方法，其特征在于将钯或钯盐溶于硫酸溶液，并加热使钯盐完全转化为硫酸钯，然后稀释于一定量的水中，再将硅藻土类载体浸入溶液，将浸有硫酸钯溶液的载体转移至一耐酸性、两端均有气孔的容器中，一端通入氮气于150-160℃干燥约2小时，氧化剂有效重量百分比范围为：

钯∶硫酸∶载体＝(0.2～10)∶(10～50)∶(50～90)。

2、根据权利要求1所述的一种一氧化碳氧化剂的制备方法，其特征在于氧化反应所需的水由氧化剂中过量的硫酸所吸附的水来提供。