CN111135835A - 一种一氧化碳催化氧化催化剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种一氧化碳催化氧化催化剂,涉及催化剂制备技术领域,基于现有技术中的CO催化氧化催化剂无法直接催化氧化室温气体中的CO问题而提出的,本发明包括依次层叠设置的基体、过渡层和催化剂涂层,本发明还提供上述催化剂的制备方法及应用。本发明的有益效果在于:本发明制得的一氧化碳催化氧化催化剂,以可电热合金为支撑体,可通过通电自热的特殊使用方法提升支撑体体表催化剂涂层的温度,从而提升催化剂的低温催化性能,使催化剂可直接高效地催化脱除室温气体中的CO,而不用对室温气体进行加热后再进行CO脱除,减少了热消耗的同时也提高了热利用率,可广泛适用于有CO气体产生的空间和含CO的烟气处理。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂制备技术领域,具体涉及一种一氧化碳催化氧化催化剂及其制备方法与应用。
背景技术
一氧化碳是一种没有颜色、没有臭味、对人体毒性极大的气体。大气中的一氧化当空气中含量为0.045%时,两小时之内人就会出现头晕和呕吐现象;当含量达到1.2%时,会在1~3分钟内致人死亡。一氧化碳的大量排放形成的污染现已成为严重的环境问题,引起了人们的普遍关注。因此,限制一氧化碳的排放和消除一氧化碳的存在是人类现阶段面临的需求,催化氧化法是目前CO脱除最高效、环保的方法。
CO催化氧化的技术核心为催化氧化催化剂,专利CN 106040260制备了一种Pt、ZrO2双组份活性物种组成的CO催化氧化催化剂,Pt负载量为0.5-2%,最优催化剂在135℃时可使CO转化率达到50%。专利CN 106861687A制备了一种金属氧化担载的金催化剂,该催化剂在100℃时可使CO转化率达到60%左右,贵金属负载量为5wt%。相对地,贵金属CO氧化催化剂成本高,所以过渡金属氧化物CO催化剂展现出了更加的应用潜能。专利CN201811520481.3一种Cu-Co双金属催化剂,该催化剂在130℃时可使CO完全转化,但在100℃时CO转化率低于40%;专利CN 108043420 A制备了一种低温CO催化的WCeCoOX催化剂,其最佳配比催化剂在40℃时可使CO转化率达到80%,但在30℃时转化效率在30%以下。贵金属CO氧化催化剂成本高,所以相对地过渡金属氧化物CO催化剂展现出了更加的应用潜能,且上述部分专利虽然展现出了比较优异的性能,但仍无法实现室温CO的直接氧化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一在于现有技术中的CO催化氧化催化剂无法直接氧化室温空气中的CO污染物,提供一种一氧化碳催化氧化催化剂。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的:
一种一氧化碳催化氧化催化剂,包括依次层叠设置的基体、过渡层和催化剂涂层;
所述基体为电热金属合金载体;所述过渡层为Al2O3层;
所述催化剂涂层中的催化剂包括催化剂活性组分和助催化剂,所述催化剂活性组分的质量为基体质量的1-15%,所述助催化剂的质量为基体质量的0.5-5%。
有益效果:本发明中的一氧化碳催化氧化催化剂以可电热合金为支撑体,可通过通电自热的特殊使用方法提升支撑体体表催化剂涂层的温度,从而提升催化剂的低温催化性能,使催化剂可直接高效地脱除室温气体中的CO,而不用对室温气体进行加热后再进行CO脱除,减少了热消耗的同时也提高了热利用率,可广泛适用于含有CO气体的空间和含CO的烟气处理。
优选的,所述催化剂活性组分为氧化钴。
优选的,所述Al2O3过渡层的厚度为20μm。
优选的,所述电热金属合金载体为铁铬铝合金或镍铬合金。
优选的,所述电热金属合金载体的形状为薄片状或金属丝状。
优选的,所述助催化剂为氧化铜和氧化铒。
优选的,所述一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法包括以下步骤:
(1)过渡层的制备:采用电沉积法在电热金属合金载体上镀上Al2O3涂层;
(2)制备催化剂涂层前驱体:将助催化剂盐溶解于水中,得到溶液A,将催化剂盐溶解于水中,得到溶液B,将二甲基咪唑溶解于水中,得到溶液C,在搅拌条件下将溶液B加入到溶液C中,然后加入溶液A和铝水溶胶,搅拌并调节pH至11-12,然后于50-60℃下加热搅拌,制得催化剂涂层前驱体;
(3)催化剂涂层的涂覆:将步骤(1)中负载Al2O3涂层的电热金属合金载体浸渍于步骤(2)的催化剂涂层前驱体中,然后取出、干燥,煅烧后制得一氧化碳催化氧化催化剂。
优选的,所述步骤(1)中的电沉积方法包括以下步骤:将电热金属合金载体置于含有0.204-61.044mg/L聚丙烯酸、0.06-0.6g/L异丙醇铝、40.0g/Lγ-Al2O3粉末、4.0g/L铝粉的无水乙醇电沉积液中进行电沉积,电沉积电压为20V,干燥后在800℃下保温2h。
优选的,所述步骤(2)中采用氨水调节pH。
优选的,所述步骤(2)中的助催化剂盐为铜盐和饵盐。
优选的,所述步骤(2)中的催化剂盐为钴盐。
优选的,所述钴盐为硝酸钴。
优选的,所述步骤(3)中的浸渍时间为2min。
优选的,所述步骤(3)中的干燥温度为80℃。
优选的,所述步骤(3)中的煅烧温度为400℃,煅烧时间为3h。
优选的,将煅烧后的催化剂两端打磨去除绝缘层。
有益效果:为便于催化剂通电和组装成反应模块,将煅烧后的催化剂两端打磨去除绝缘层。
本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的:
一种一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)过渡层的制备:采用电沉积法在电热金属合金载体上镀上Al2O3涂层;
(2)制备催化剂涂层前驱体:将助催化剂盐溶解于水中,得到溶液A,将催化剂盐溶解于水中,得到溶液B,将二甲基咪唑溶解于水中,得到溶液C,在搅拌条件下将溶液B加入到溶液C中,然后加入溶液A和载体前驱体铝水溶胶,搅拌并调节pH至11-12,然后于50-60℃下加热搅拌,制得催化剂涂层前驱体;
(3)催化剂涂层的涂覆:将步骤(1)中负载Al2O3涂层的电热金属合金载体浸渍于步骤(2)的催化剂涂层前驱体中,然后取出、干燥,煅烧后制得一氧化碳催化氧化催化剂。
有益效果:采用本发明的制备方法制得的一氧化碳催化氧化催化剂,以可电热合金为支撑体,可通过通电自热提升支撑体体表催化剂涂层的温度,从而提升催化剂的催化低温催化性能,使催化剂具有可直接高效地脱除室温气体中的CO,而不用对室温气体进行加热后再进行CO脱除,减少了热消耗的同时也提高了热利用率,可广泛适用于有CO气体产生的空间和含CO的烟气处理。
优选的,所述步骤(1)中先将电热金属合金载体进行酸洗和碱洗。
优选的,将电热金属合金载体置于5%NaOH溶液中浸泡5min,取出用去离子水冲洗,然后5%硝酸溶液浸泡3min,取出用去离子水冲洗。
有益效果:以增加电热金属合金载体表面的粗糙度。
优选的,所述步骤(1)中的电沉积方法包括以下步骤:将电热金属合金载体置于含有0.204-61.044mg/L聚丙烯酸、0.06-0.6g/L异丙醇铝、40.0g/Lγ-Al2O3粉末、4.0g/L铝粉的无水乙醇电沉积液中进行电沉积,电沉积电压为20V,干燥后在800℃下保温2h。
优选的,所述步骤(2)中采用氨水调节pH。
优选的,所述步骤(2)中的助催化剂盐为铜盐和饵盐。
优选的,所述步骤(2)中的催化剂盐为钴盐。
优选的,所述钴盐为硝酸钴。
优选的,所述步骤(3)中的浸渍时间为2min。
优选的,所述步骤(3)中的干燥温度为80℃。
优选的,所述步骤(3)中的煅烧温度为400℃,煅烧时间为3h。
优选的,将煅烧后的催化剂两端打磨去除绝缘层。
本发明解决的技术问题之三在于提供一种一氧化碳催化氧化催化剂的应用。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的:
一种一氧化碳催化氧化催化剂在催化氧化一氧化碳中的应用,包括以下步骤:将催化剂接通电流,通过电流回路调节催化剂体表温度,同时对催化剂进行加热,然后通入含一氧化碳的气体进行催化氧化。
有益效果:本发明催化剂在通电自热情况下催化氧化一氧化碳时,催化剂具有比不通电情况下更优异的性能,通电自热使催化剂在30℃时的催化性能提升了约70%。
优选的,将催化剂组合成催化剂反应模块,将催化剂反应模块置于石英管性能评价反应装置中,连接导线,接通电流,通过回路调节催化剂体表温度为80℃,调节固定床温度对催化剂进行加热,然后通入含一氧化碳的气体进行催化氧化。
本发明的优点在于:
(1)本发明制得的一氧化碳催化氧化催化剂,以可电热合金为支撑体,可通过通电自热提升支撑体体表催化剂涂层的温度,从而提升催化剂的低温催化性能,使催化剂可直接高效地催化脱除室温气体中的CO,而不用对室温气体进行加热后再进行CO脱除,减少了热消耗的同时也提高了热利用率,可广泛适用于有CO气体的空间和含CO的烟气处理;
(2)本发明催化剂在通电自热情况下催化氧化一氧化碳时,催化剂具有比不通电情况下更优异的性能,通电加热使催化剂在30℃时的催化性能提升了约70%。
附图说明
图1为本发明催化剂的结构示意图;
图2为本发明催化剂组装模块的结构示意图;
图3为本发明实施例3中催化剂表面涂层的SEM图;
图4为本发明实施例1-实施例4中催化剂组装模块的性能测定结果图;
图5为本发明实施例5中不同催化条件下的催化性能测定结果图。
图中:电热金属合金载体11;过渡层12;催化剂涂层13;聚四氟乙烯层14。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
实施例中未注明具体技术或条件者,均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
实施例1
一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)铁铬铝电热金属合金载体(OCr25A15)的酸洗碱洗:将电热金属合金载体置于5%NaOH水溶液中浸泡5min,取出用去离子水冲洗,然后用5%硝酸水溶液浸泡3min,取出用去离子水冲洗,以增加电热金属合金载体表面的粗糙度;
(2)过渡层的制备:采用电沉积法在铁铬铝电热金属合金载体上镀上Al2O3涂层;电沉积步骤:将经过酸洗碱洗的铁铬铝电热金属合金载体置于含有0.204mg/L聚丙烯酸(分子量~3000)、0.06g/L异丙醇铝、40.0g/Lγ-Al2O3粉末、4.0g/L铝粉的无水乙醇电沉积液中进行电沉积,电沉积至反应物消耗完全,电沉积电压为20V,取出干燥后在800℃下保温2h;生长过渡涂层是为了增加催化剂涂层与金属合金支撑体间的附着力;
(3)制备催化剂涂层前驱体:将0.304g三水合硝酸铜和0.06g六水合硝酸铒溶解于5g去离子水中,得到溶液A,将0.906g六水合硝酸钴溶解于1.82g去离子水中,得到溶液B,将2g二甲基咪唑溶解于30g去离子水中,得到溶液C,在搅拌条件下将溶液B加入到溶液C中,得到深蓝色悬浮液,搅拌反应30min,然后加入溶液A和100g固含量为20wt%的铝水溶胶,在搅拌下滴加氨水,搅拌并调节pH至11,使助催化剂离子和催化剂活性组分离子形成沉淀,然后于50℃下加热搅拌调节浆料的粘度,制得催化剂涂层前驱体;
(4)催化剂涂层的涂覆:将步骤(1)中电镀有Al2O3过渡层的铁铬铝电热金属合金支撑体浸渍于步骤(2)的催化剂涂层前驱体中2min,然后取出,去除表面多余的浆料,于80℃干燥4h,重复浸渍、干燥步骤2次后,于400℃煅烧3h,经端面打磨除去绝缘层后,制得一氧化碳催化氧化催化剂。
实施例2
一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)镍铬合金电热金属合金载体(Cr20Ni35)的酸洗碱洗:将镍铬合金电热金属合金载体置于5%NaOH溶液中浸泡5min,取出用去离子水冲洗,然后5%硝酸溶液浸泡3min,取出用去离子水冲洗,以增加电热金属合金载体表面的粗糙度;
(2)过渡层的制备:采用电沉积法在镍铬合金电热金属合金载体上镀上Al2O3涂层;电沉积步骤:将经过酸洗碱洗的镍铬合金电热金属合金载体置于含有21.33mg/L聚丙烯酸(分子量~3000)、0.2g/L异丙醇铝、40.0g/Lγ-Al2O3粉末、4.0g/L铝粉的无水乙醇电沉积液中进行电沉积,电沉积至反应物消耗完全,电沉积电压为20V,取出干燥后在800℃下保温2h;生长过渡涂层是为了增加催化剂涂层与金属合金支撑体间的附着力;
(3)制备催化剂涂层前驱体:将1.824g三水合硝酸铜和0.36g六水合硝酸铒溶解于5g去离子水中,得到溶液A,将4.53g六水合硝酸钴溶解于9.06g去离子水中,得到溶液B,将10g二甲基咪唑溶解于30g去离子水中,得到溶液C,在搅拌条件下将溶液B加入到溶液C中,得到深蓝色悬浮液,搅拌反应30min,然后加入溶液A和100g固含量为25wt%的铝溶胶,在搅拌下滴加氨水,搅拌并调节pH至12,使助催化剂离子和催化剂活性组分离子形成沉淀,然后于55℃下加热搅拌调节浆料的粘度,制得催化剂涂层前驱体;
(4)催化剂涂层的涂覆:将步骤(1)中电镀有Al2O3过渡层的镍铬电热金属合金载体浸渍于步骤(2)的催化剂涂层前驱体中2min,然后取出、,去除表面多余的浆料,于80℃干燥4h,重复浸渍、干燥步骤2次后,于400℃煅烧3h,经端面打磨除去绝缘层后,制得一氧化碳催化氧化催化剂。
实施例3
一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)镍铬合金电热金属合金(Cr20Ni35)载体的酸洗碱洗:将镍铬合金电热金属合金载体置于5%NaOH溶液中浸泡5min,取出用去离子水冲洗,然后5%硝酸溶液浸泡3min,取出用去离子水冲洗,以增加电热金属合金载体表面的粗糙度;
(2)过渡层的制备:采用电沉积法在镍铬合金电热金属合金载体上镀上Al2O3涂层;电沉积步骤:将经过酸洗碱洗的镍铬合金电热金属合金载体置于含有61.044mg/L聚丙烯酸(分子量~3000)、0.6g/L异丙醇铝、40.0g/Lγ-Al2O3粉末、4.0g/L铝粉的无水乙醇电沉积液中进行电沉积,电沉积至反应物消耗完全,电沉积电压为20V,取出干燥后在800℃下保温2h;生长过渡涂层是为了增加催化剂涂层与金属合金支撑体间的附着力;
(3)制备催化剂涂层前驱体:将2.432g三水合硝酸铜和0.48g六水合硝酸铒溶解于5mL去离子水中,得到溶液A,将9.06g六水合硝酸钴溶解于18.12g去离子水中,得到溶液B,将20g二甲基咪唑溶解于30g去离子水中,得到溶液C,在搅拌条件下将溶液B加入到溶液C中,得到深蓝色悬浮液,搅拌反应30min,然后加入溶液A和100g固含量为25wt%的铝溶胶,在搅拌下滴加氨水,搅拌并调节pH至11,使助催化剂离子和催化剂活性组分离子形成沉淀,然后于60℃下加热搅拌调节浆料的粘度,制得催化剂涂层前驱体;
(4)催化剂涂层的涂覆:将步骤(1)中电镀有Al2O3过渡层的镍铬电热金属合金载体浸渍于步骤(2)的催化剂涂层前驱体中2min,然后取出、,去除表面多余的浆料,于80℃干燥4h,重复浸渍、干燥步骤2次后,于400℃煅烧3h,经端面打磨除去绝缘层后,制得一氧化碳催化氧化催化剂。
实施例4
一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)铁铬铝(OCr25A15)电热金属合金载体的酸洗碱洗:将铁铬铝电热金属合金载体置于5%NaOH溶液中浸泡5min,取出用去离子水冲洗,然后5%硝酸溶液浸泡3min,取出用去离子水冲洗,以增加电热金属合金载体表面的粗糙度;
(2)过渡层的制备:采用电沉积法在铁铬铝电热金属合金载体上镀上Al2O3涂层;电沉积步骤:将经过酸洗碱洗的铁铬铝电热金属合金载体置于含有30.23mg/L聚丙烯酸(分子量~3000)、0.42g/L异丙醇铝、40.0g/Lγ-Al2O3粉末、4.0g/L铝粉的无水乙醇电沉积液中进行电沉积,电沉积至反应物消耗完全,电沉积电压为20V,取出干燥后在800℃下保温2h;生长过渡涂层是为了增加催化剂涂层与金属合金支撑体间的附着力;
(3)制备催化剂涂层前驱体:将3.040g三水合硝酸铜和0.6g六水合硝酸铒溶解于5g去离子水中,得到溶液A,将13.59g六水合硝酸钴溶解于去离子水中,得到溶液B,将20g二甲基咪唑溶解于30mL去离子水中,得到溶液C,在搅拌条件下将溶液B加入到溶液C中,得到深蓝色悬浮液,搅拌反应30min,然后加入溶液A和100g固含量为25wt%的铝溶胶,在搅拌下滴加氨水,搅拌并调节pH至11,使助催化剂离子和催化剂活性组分离子形成沉淀,然后于50℃下加热搅拌调节浆料的粘度,制得催化剂涂层前驱体;
(4)催化剂涂层的涂覆:将步骤(1)中电镀有Al2O3过渡层的铁铬铝电热金属合金载体浸渍于步骤(2)的催化剂涂层前驱体中2min,然后取出,去除表面多余的浆料,于80℃干燥4h,重复浸渍、干燥步骤2次后,于400℃煅烧3h,经端面打磨除去绝缘层后,制得一氧化碳催化氧化催化剂。
实施例5
一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)铁铬铝电热金属合金载体(OCr25A15)的酸洗碱洗:将铁铬铝电热金属合金载体置于5%NaOH溶液中浸泡5min,取出用去离子水冲洗,然后5%硝酸溶液浸泡3min,取出用去离子水冲洗,以增加电热金属合金载体表面的粗糙度;
(2)过渡层的制备:采用电沉积法在铁铬铝电热金属合金载体上镀上Al2O3涂层;电沉积步骤:将经过酸洗碱洗的铁铬铝电热金属合金载体置于含有30.23mg/L聚丙烯酸(分子量~3000)、0.42g/L异丙醇铝、40.0g/Lγ-Al2O3粉末、4.0g/L铝粉的无水乙醇电沉积液中进行电沉积,电沉积至反应物消耗完全,电沉积电压为20V,取出干燥后在800℃下保温2h;生长过渡涂层是为了增加催化剂涂层与金属合金支撑体间的附着力;
(3)制备催化剂涂层前驱体:将2.432g三水合硝酸铜和0.48g六水合硝酸铒溶解于5g去离子水中,得到溶液A,将9.06g六水合硝酸钴溶解于18.12g去离子水中,得到溶液B,将20g二甲基咪唑溶解于30g去离子水中,得到溶液C,在搅拌条件下将溶液B加入到溶液C中,得到深蓝色悬浮液,搅拌反应30min,然后加入溶液A和100g固含量为25wt%的铝溶胶,在搅拌下滴加氨水,搅拌并调节pH至12,使助催化剂离子和催化剂活性组分离子形成沉淀,然后于60℃下加热搅拌调节浆料的粘度,制得催化剂涂层前驱体;
(4)催化剂涂层的涂覆:将步骤(1)中电镀有Al2O3过渡层的铁铬铝电热金属合金载体浸渍于步骤(2)的催化剂涂层前驱体中2min,然后取出、,去除表面多余的浆料,于80℃干燥4h,重复浸渍、干燥步骤2次后,于400℃煅烧3h,经端面打磨除去绝缘层后,制得一氧化碳催化氧化催化剂。
实施例6
对实施例1-实施例5中的催化剂活性进行测定
实施例1-实施例5中制得的催化剂的结构如图1所示,图中11为电热金属合金载体,12为过渡层,13为催化剂涂层。
表1为实施例1-实施例5中催化剂活性组分和助催化剂含量
对实施例3中制得的催化剂表面涂层进行扫描电镜观察,其SEM图如图2所示,从图2可以看出,均一的具有骨架结构的钴氧化物镶嵌在催化剂的表面,金属有机骨架钴氧化物(Co-MOF)比普通钴氧化物具有更佳的氧化还原性能,可以更快速的进行NO的氧化,使催化剂具有更佳优异的催化性能。
将实施例1中制得的12片催化剂(薄片状:长*宽*高=10cm*1.0cm*0.1cm)通过绝缘的聚四氟乙烯层14固定、组合成催化剂反应模块,如图3所示,催化剂反应模块分为两排,两排催化剂平行设置,两排之间间隔1mm,每排设置有6片催化剂,每片催化剂之间间隔3mm,模块涂层体表面积约为133.2cm2,采用相同的方法分别将实施例2-实施例4中制得的催化剂组装成催化剂反应模块。
催化剂反应模块自热方法:反应模块接入电路(每片催化剂均与电路连接)、反应模块内每片催化剂处于并联模式,通过催化剂表面的温控器,信号传回温度控制系统,电路根据信号自动调节输出功率,调节催化剂层的温度;其中温控器、信号传回温度控制系统均属于现有技术。
测试催化剂反应模块在自热条件下使用的催化性能:将催化剂反应模块置于石英管性能评价反应装置中,连接导线,接通电流,通过回路自动调节电流大小保证催化剂体表温度约为80℃,通过调节固定床温度改变催化反应温度,通入模拟气进行活性评价。模拟的气体的组成为:CO(600ppm)、O2(20vol.%)N2为载气,气体总流量为1200mL/min。
测试催化剂反应模块在非自热条件下使用的催化性能:将催化剂反应模块置于石英管性能评价反应装置中,通过调节固定床温度改变催化反应温度,通入模拟气进行活性评价。模拟的气体的组成为:CO(600ppm)、O2(20vol.%)N2为载气,气体总流量为1200mL/min。
实验结果:图4为实施例1-实施例4中四组催化剂在通电自热条件下,催化剂层达到80℃情况下的催化性能,从图中可以看出在自热这种特殊使用方法下所有催化剂都表现出了优异的CO氧化性能,其中实施例3中制得的催化剂性能最为优异,在30℃时CO氧化率超过了90%。
为突出催化剂自热使用方法的优越性,实验对比测试了实施例3中制得的催化剂在自热和非自热条件下(现有催化剂的一般使用方法)的催化性能,测定结果如图5所示,从图中可以看出,自热条件使得催化剂的低温性能得到了及其显著的提升,相较于非自热条件下,自热使催化剂在30℃时的催化性能提升了约70%,这说明自热的使用方法可以使催化剂的性能得到质的飞跃。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种一氧化碳催化氧化催化剂,其特征在于:包括依次层叠设置的基体、过渡层和催化剂涂层;
所述基体为电热金属合金载体;所述过渡层为Al2O3涂层;
所述催化剂涂层中的催化剂包括催化剂活性组分和助催化剂,所述催化剂活性组分的质量为基体质量的1-15%,所述助催化剂的质量为基体质量的0.5-5%。
2.根据权利要求1所述的一氧化碳催化氧化催化剂,其特征在于:所述催化剂为氧化钴。
3.根据权利要求1所述的一氧化碳催化氧化催化剂,其特征在于:所述电热金属合金载体为铁铬铝合金或镍铬合金。
4.根据权利要求1所述的一氧化碳催化氧化催化剂,其特征在于:所述助催化剂为氧化铜和氧化铒。
5.根据权利要求1所述的一氧化碳催化氧化催化剂,其特征在于:所述一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法包括以下步骤:
(1)过渡层的制备:采用电沉积法在电热金属合金载体上镀上Al2O3涂层;
(2)制备催化剂涂层前驱体:将助催化剂盐溶解于水中,得到溶液A,将催化剂盐溶解于水中,得到溶液B,将二甲基咪唑溶解于水中,得到溶液C,在搅拌条件下将溶液B加入到溶液C中,然后加入溶液A和铝水溶胶,搅拌并调节pH至11-12,然后于50-60℃下加热搅拌,制得催化剂涂层前驱体;
(3)催化剂涂层的涂覆:将步骤(1)中负载Al2O3涂层的电热金属合金载体浸渍于步骤(2)的催化剂涂层前驱体中,然后取出、干燥,煅烧后制得一氧化碳催化氧化催化剂。
6.制备如权利要求1中所述的一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)过渡层的制备:采用电沉积法在电热金属合金载体上镀上Al2O3涂层;
(2)制备催化剂涂层前驱体:将助催化剂盐溶解于水中,得到溶液A,将催化剂盐溶解于水中,得到溶液B,将二甲基咪唑溶解于水中,得到溶液C,在搅拌条件下将溶液B加入到溶液C中,然后加入溶液A和铝水溶胶,搅拌并调节pH至11-12,然后于50-60℃下加热搅拌,制得催化剂涂层前驱体;
(3)催化剂涂层的涂覆:将步骤(1)中负载Al2O3涂层的电热金属合金载体浸渍于步骤(2)的催化剂涂层前驱体中,然后取出、干燥,煅烧后制得一氧化碳催化氧化催化剂。
7.根据权利要求6所述的一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中先将电热金属合金载体进行酸洗和碱洗。
8.根据权利要求7所述的一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中的电沉积方法包括以下步骤:将电热金属合金载体置于含有0.204-61.044mg/L聚丙烯酸、0.06-0.6g/L异丙醇铝、40.0g/Lγ-Al2O3粉末、4.0g/L铝粉的无水乙醇电沉积液中进行电沉积,电沉积电压为20V,干燥后在800℃下保温2h。
9.根据权利要求6所述的一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中的助催化剂盐为铜盐和饵盐。
10.一种采用权利要求1所述的一氧化碳催化氧化催化剂在催化氧化一氧化碳中的应用,其特征在于:包括以下步骤:将催化剂接通电流,通过电流回路调节催化剂体表温度,同时对催化剂进行加热,然后通入含一氧化碳的气体进行催化氧化。
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