CN111185167B - 一种用于CO净化的Pt基催化剂及其制备方法和用途 - Google Patents
一种用于CO净化的Pt基催化剂及其制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111185167B CN111185167B CN202010194813.4A CN202010194813A CN111185167B CN 111185167 B CN111185167 B CN 111185167B CN 202010194813 A CN202010194813 A CN 202010194813A CN 111185167 B CN111185167 B CN 111185167B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- based catalyst
- active component
- tio
- mass
- drying
- 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.)
- Active
Links
Images
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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/652—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/6525—Molybdenum
-
- 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
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/56—Platinum group metals
- B01J23/64—Platinum group metals with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/652—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/6527—Tungsten
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于CO净化的Pt基催化剂及其制备方法和用途,所述Pt基催化剂以TiO2为载体,Pt为主活性组分,CeO2为第一助活性组分,WO3和/或MoO3为第二助活性组分;其中,第一助活性组分和第二助活性组分间的协同作用,显著降低了贵金属Pt的用量;与传统Pt基催化剂相比,本发明所述Pt基催化剂具有成本低、普适性强、稳定性好的特点,且其具有高的CO催化氧化效率,产物对CO2具有高的选择性,其抗硫性也明显提高,具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于环境催化领域,涉及一种用于CO净化的Pt基催化剂及其制备方法和用途。
背景技术
CO作为煤、石油等含碳物质或烃类物质不完全燃烧的产物,也是温室气体之一,过多的排放不但会给人类身体健康带来严重威胁,同时也对生态环境带来极大的危害。对CO的处理中催化氧化技术是CO无害化处理中应用范围最广泛,最经济有效的方法。CO催化氧化反应是CO与O2在催化剂表面的双分子反应,是很多工业过程中的重要反应,按照种类不同可分为贵金属催化剂、非贵金属催化剂、分子筛催化剂以及合金催化剂等,不同催化剂体系的催化氧化反应机理不同。
在CO催化氧化反应中,贵金属催化剂中贵金属主要包括金、银和铂族金属(铂、铑、钯、铱),贵金属催化剂价格较高。对于CO催化氧化应用中的Pt、Au、Pd等贵金属催化剂催化活性好、反应温度低,所需活性相量少,是比较常用的催化剂。催化剂制备方法不同,会影响催化剂活性组分的分散、催化剂颗粒的大小和结构等。浸渍法制备负载型贵金属催化剂的方法虽然简单,但催化剂表面活性组分分布不均,制得的负载型贵金属催化剂稳定性较差。
现有的贵金属Pt催化剂在高温环境下贵金属Pt容易团聚失活,活性长效性差,寿命短,对贵金属Pt催化剂来说并不能达到经济环保的效果。工业烟气含有较高浓度的硫氧化物,即使应用脱硫设施进行脱硫处理,烟气中仍含有一定浓度的SO2,大多数催化剂的活性容易受到硫氧化物的影响,导致催化剂中毒失活。
CN107519871A公开了一种催化氧化CO的AuAg@SiO2纳米催化剂的制备方法,所述方法具体步骤如下:(1)将10mM HAuCl4溶液和10mM AgNO3溶液混合,加入0.1g/ml的表面活性剂溶液,室温下搅拌20-30min,加入0.1M硼氢化钠溶液,搅拌3h,得AuAg合金溶胶;所述10mM HAuCl4溶液、10mMAgNO3溶液、0.1g/ml表面活性剂和0.1M硼氢化钠的体积比为1:0.25-4:0.5-10:1-10;(2)取步骤(1)所得AuAg合金溶胶加入溶剂,搅拌下加入正硅酸四乙酯(TEOS),混合均匀后滴加28w.t%氨水,继续搅拌,搅拌时间为2-5小时;其中溶剂为水和醇的混合液,水和醇的体积比为1:1.25-5;AuAg合金溶胶、正硅酸四乙酯和28w.t%氨水的体积比为1:0.05-0.3:0.1-1,上述方案存在着催化剂的制备方法复杂,制备成本高。
CN103263917A公开了一种用于CO催化氧化的Pt-BaTiO3纳米催化剂的制备方法,其采用的是湿化学反应法,以水热法合成的四方钙钛矿BaTiO3纳米颗粒、H2PtCl6·6H2O、NaBH4和去离子水作为反应物料,利用NaBH4的还原性,将Pt还原到BaTiO3纳米颗粒的表面,形成不稳定的Pt纳米颗粒,随之使其在后续的干燥过程中在BaTiO3铁电纳米颗粒的表面达到完全晶化,从而获得用于CO催化氧化的Pt-BaTiO3纳米催化剂,此方案存在着催化剂的制备方法复杂,且所得催化剂的抗硫性不足的问题。
因此,需要开发出稳定性更好的用于CO催化氧化的贵金属Pt催化剂仍具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于CO净化的Pt基催化剂及其制备方法和用途,所述Pt基催化剂以TiO2为载体,Pt为主活性组分,CeO2为第一助活性组分,WO3和/或MoO3为第二助活性组分;其中,第一助活性组分和第二助活性组分间的协同作用,显著降低了贵金属Pt的用量;与传统Pt基催化剂相比,本发明所述Pt基催化剂具有成本低、普适性强、稳定性好的特点,且其具有高的CO催化氧化效率,产物对CO2具有高的选择性,其抗硫性也明显提高,具有较好的应用前景。
为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种用于CO净化的Pt基催化剂,所述Pt基催化剂包括载体、主活性组分、第一助活性组分和第二助活性组分,所述载体为TiO2,所述主活性组分为Pt,所述第一助活性组分为CeO2,所述第二助活性组分为WO3和/或MoO3。
传统的Pt基催化剂存在着稳定性差、在高温环境下贵金属Pt容易团聚失活以及硫中毒的问题,为解决上述问题,本申请所述Pt基催化剂以TiO2作为载体,通过添加第一助活性组分和第二助活性组分,二者间的协调效应抑制了催化过程中催化剂的硫酸化现象,同时Pt作为发挥催化协调效应的主活性组分,其加入与载体及助活性组分间的协同效应明显提高了催化剂的催化效率以及抗硫性能;WO3和/或MoO3能酸化载体,有益于抑制SO2氧化,从而降低载体被硫化的程度,进一步提高催化剂的抗硫性能。
优选地,所述Pt基催化剂中,第一助活性组分位于所述载体表面,所述第二助活性组分位于所述第一助活性组分的表面,所述主活性组分位于所述第二助活性组分的表面。
本发明所述Pt基催化剂中包含两种助活性组分,其中,第一助活性组分为CeO2,其位于载体TiO2的表面,而第二助活性组分为WO3和/或MoO3,其位于第一助活性组分CeO2的表面,第二助活性组分的加入能明显防止在含硫气氛下催化反应过程中CeO2的硫酸化,进而改善催化剂的抗硫性,且CeO2的加入可以提升催化剂的氧化还原性能,从而提高Pt基催化剂的催化活性,从而能明显降低贵金属Pt的用量,具有明显的经济效益,且所得催化剂具有高的催化氧化CO的性能,且对产物CO2表现出高的选择性。
优选地,所述TiO2为锐钛矿型TiO2。
优选地,以所述Pt基催化剂的质量为100%计,所述Pt基催化剂中第一助活性组分的质量百分含量为2-10%,例如3%、4%、5%、6%、7%、8%或9%等,优选为3-7%。
优选地,以所述Pt基催化剂的质量为100%计,所述Pt基催化剂中第二助活性组分的质量百分含量为1-10%,例如2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%或9%等,优选为3-7%。
优选地,以所述Pt基催化剂的质量为100%计,所述Pt基催化剂中主活性组分的质量百分含量为0.05-0.5wt%,例如0.1wt%、0.15wt%、0.2wt%、0.25wt%、0.3wt%、0.35wt%、0.4wt%或0.45wt%等,优选为0.25-0.4wt%。
第二方面,本发明提供了如第一方面所述的Pt基催化剂的制备方法,所述方法为浸渍法,优选为分步浸渍法。
优选地,所述Pt基催化剂的制备方法包括以下步骤:
(1)将TiO2浸渍在铈源溶液中,焙烧,得到CeO2/TiO2;
(2)将步骤(1)中得到的CeO2/TiO2浸渍在第二助活性组分源溶液中,焙烧,得到经第一助活性组分和第二助活性组分修饰的TiO2;
(3)将步骤(2)中的产物浸渍在Pt源溶液中,焙烧,得到所述Pt基催化剂。
优选地,步骤(1)中所述铈源包括硝酸铈和/或硝酸铈铵。
优选地,步骤(1)中所述TiO2为锐钛矿型TiO2。
优选地,步骤(1)中浸渍的时间为2-24h,例如3h、5h、7h、10h、12h、14h、16h、18h、20h或22h等。
优选地,步骤(1)中浸渍之后,焙烧之前还包括干燥,所述干燥的温度为80-120℃,例如85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃或105℃等,干燥的时间为2-5h,例如2.5h、3h、3.5h、4h或4.5h等。
优选地,步骤(1)中焙烧的温度为450-600℃,例如480℃、500℃、520℃、550℃或580℃等。
优选地,步骤(1)中焙烧的时间为2-10h,例如3h、4h、5h、6h、7h、8h或9h等。
优选地,步骤(2)所述第二助活性组分源包括W源和/或Mo源。
优选地,所述W源包括偏钨酸铵和/或仲钨酸铵。
优选地,所述Mo源包括钼酸铵和/或仲钼酸铵。
优选地,步骤(2)中浸渍的时间为2-24h,例如3h、5h、7h、9h、11h、13h、15h、17h、19h、21h或23h等。
优选地,步骤(2)中浸渍之后,焙烧之前还包括干燥,所述干燥的温度为80-120℃,例如85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃或115℃等,干燥的时间为2-5h,例如2.5h、3h、3.5h、4h或4.5h等。
优选地,步骤(2)中焙烧的温度为450-600℃,例如480℃、500℃、520℃、550℃或580℃等。
优选地,步骤(2)中焙烧的时间为2-10h,例如3h、4h、5h、6h、7h、8h或9h等。
优选地,步骤(3)所述Pt源包括硝酸铂、氯化铂或氯铂酸中的任意一种或至少两种的组合,所述组合示例性的包括硝酸铂和氯化铂的组合、氯铂酸和硝酸铂的组合或氯化铂和氯铂酸的组合等。
优选地,步骤(3)中浸渍的时间为2-24h,例如3h、5h、7h、9h、11h、13h、15h、17h、19h、21h或23h等。
优选地,步骤(3)中浸渍之后,焙烧之前还包括干燥,所述干燥的温度为80-120℃,例如85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃或115℃等,干燥的时间为2-5h,例如2.5h、3h、3.5h、4h或4.5h等。
优选地,步骤(3)中焙烧的温度为450-600℃,例如480℃、500℃、520℃、550℃或580℃等。
优选地,步骤(3)中焙烧的时间为2-10h,例如3h、4h、5h、6h、7h、8h或9h等。
作为本发明优选的技术方案,所述Pt基催化剂的制备方法包括以下步骤:
(1)配制铈源溶液,加入锐钛矿型TiO2浸渍2-24h,80-120℃干燥2-5h,之后在450-600℃焙烧2-10h,得到CeO2/TiO2;
(2)配制钨源和/或钼源的溶液,加入步骤(1)中的CeO2/TiO2浸渍2-24h,80-120℃干燥2-5h,之后在450-600℃焙烧2-10h,得到经第一助活性组分和第二助活性组分修饰的TiO2;
(3)配制Pt源溶液,加入步骤(2)中的产物浸渍2-24h,80-120℃干燥2-5h,之后在450-600℃焙烧2-10h,得到所述Pt基催化剂。
第三方面,本发明提供了如第一方面所述的Pt基催化剂的用途,所述Pt基催化剂用于工业烟气CO催化氧化处理。
优选地,所述工业烟气中CO的浓度为2000-9000ppm,例如2500ppm、3000ppm、3500ppm、4000ppm、4500ppm、5000ppm、5500ppm、6000ppm、7000ppm、7500ppm、8000ppm或8500ppm等。
优选地,所述工业烟气中CO的浓度为2000-9000ppm,例如2500ppm、3000ppm、3500ppm、4000ppm、4500ppm、5000ppm、5500ppm、6000ppm、7000ppm、7500ppm、8000ppm或8500ppm等,SO2的浓度为0-500ppm,例如50ppm、100ppm、150ppm、200ppm、250ppm、300ppm、350ppm、400ppm或450ppm等。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明所述Pt基催化剂以TiO2为载体,采用Pt作为主活性组分,CeO2作为第一助活性组分,WO3和/或MO3作为第二助活性组分,两种助活性组分间的协同作用,明显改善了催化剂的抗硫性;
(2)本发明所述Pt基催化剂中第一助活性组分的加入使得催化剂中Pt的用量明显减少,且所得催化剂具有高的CO催化氧化效率;
(3)本发明所述Pt基催化剂的制备方法简单易操作,且重复性好。
附图说明
图1是本发明所述Pt基催化剂的制备过程的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
本发明具体实施方式部分所述的Pt基催化剂的制备方法的流程示意图如图1所示,由图1可以看出,所述方法为分步浸渍法,所述方法具体包括以下步骤:
(1)以TiO2为载体,将其浸渍在铈源溶液(以硝酸铈为例)中,干燥,焙烧,得到Ce/Ti,Ce/Ti的含义是CeO2负载在TiO2载体的表面;
(2)将步骤(1)中得到的Ce/Ti浸渍在第二助活性组分源溶液中(以偏钨酸铵和/或钼酸铵为例),之后经干燥、焙烧,得到W(Mo)-Ce/Ti,此处W(Mo)-Ce/Ti的含义是CeO2负载在TiO2的表面,WO3和/或MoO3负载在CeO2的表面,得到经第一助活性组分和第二助活性组分修饰的TiO2;
(3)将步骤(2)中的产物浸渍在Pt源溶液中,经干燥、焙烧,得到所述Pt基催化剂。
实施例1
本实施例所述Pt基催化剂以锐钛矿型TiO2为载体,Pt为主活性组分,CeO2为第一助活性组分,MoO3为第二助活性组分;以所述Pt基催化剂的质量为100%计,所述Pt的质量百分含量为0.25wt%,所述CeO2的质量百分含量为3wt%,所述MoO3的质量百分含量为3wt%;
所述Pt基催化剂的制备方法包括以下步骤:
(1)将硝酸铈配制成溶液,加入锐钛矿型TiO2浸渍5h,在120℃干燥5h,550℃焙烧4h,得到CeO2/TiO2;
(2)将钼酸铵配成溶液,加入步骤(1)中得到的CeO2/TiO2浸渍4h,100℃干燥4h,550℃焙烧4h,得到MoO3-CeO2/TiO2;
(3)将硝酸铂配成溶液,加入步骤(2)中的MoO3-CeO2/TiO2浸渍6h,100℃干燥3h,550℃焙烧3h,得到Pt基催化剂。
将本实施例所得Pt基催化剂用于工业烟气CO催化氧化,模拟烟气中CO浓度为7200ppm,16%O2,N2为载气;在催化氧化炉220℃,烟气流量1000Nm3/h的气氛下进行催化氧化。
实施例2
本实施例采用实施例1中的催化剂,其区别仅在于,测试过程中采用的模拟烟气中CO浓度为7200ppm,SO2浓度为50ppm,其他条件与实施例1相比完全相同。
实施例3
本实施例采用实施例1中的催化剂,其区别仅在于,测试过程中采用的模拟烟气中CO浓度为7200ppm,SO2浓度为500ppm,其他条件与实施例1相比完全相同。
实施例4
本实施例所述Pt基催化剂以锐钛矿型TiO2为载体,Pt为主活性组分,CeO2为第一助活性组分,MoO3为第二助活性组分;以所述Pt基催化剂的质量为100%计,所述Pt的质量百分含量为0.40wt%,所述CeO2的质量百分含量为7wt%,所述MoO3的质量百分含量为7wt%;
所述Pt基催化剂的制备方法包括以下步骤:
(1)将硝酸铈配制成溶液,加入锐钛矿型TiO2浸渍10h,80℃干燥3h,500℃焙烧6h,得到CeO2/TiO2;
(2)将仲钼酸铵配制成溶液,加入步骤(1)中的CeO2/TiO2浸渍10h,80℃干燥3h,500℃焙烧6h,得到MoO3-CeO2/TiO2;
(3)将氯铂酸配制成溶液,加入步骤(2)中的MoO3-CeO2/TiO2浸渍10h,80℃干燥5h,500℃焙烧6h,得到Pt基催化剂。
将本实施例所得Pt基催化剂用于工业烟气CO催化氧化,模拟烟气中CO浓度为7200ppm,16%O2,N2为载气;在催化氧化炉220℃,烟气流量1000Nm3/h的气氛下进行催化氧化。
实施例5
本实施例采用实施例4中的催化剂,其区别仅在于,测试过程中采用的模拟烟气中CO浓度为7200ppm,SO2浓度为50ppm,其他条件与实施例4相比完全相同。
实施例6
本实施例采用实施例4中的催化剂,其区别仅在于,测试过程中采用的模拟烟气中CO浓度为7200ppm,SO2浓度为500ppm,其他条件与实施例4相比完全相同。
实施例7
本实施例所述Pt基催化剂以锐钛矿型TiO2为载体,Pt为主活性组分,CeO2为第一助活性组分,WO3为第二助活性组分;以所述Pt基催化剂的质量为100%计,所述Pt的质量百分含量为0.25wt%,所述CeO2的质量百分含量为3wt%,所述WO3的质量百分含量为3wt%;
所述Pt基催化剂的制备方法包括以下步骤:
(1)将硝酸铈配制成溶液,加入锐钛矿型TiO2浸渍12h,在90℃干燥5h,600℃焙烧6h,得到CeO2/TiO2;
(2)将偏钨酸铵配成溶液,加入步骤(1)中得到的CeO2/TiO2浸渍12h,100℃干燥4h,600℃焙烧4h,得到WO3-CeO2/TiO2;
(3)将硝酸铂配成溶液,加入步骤(2)中的WO3-CeO2/TiO2浸渍6h,100℃干燥5h,600℃焙烧3h,得到Pt基催化剂。
将本实施例所得Pt基催化剂用于工业烟气CO催化氧化,模拟烟气中CO浓度为7200ppm,SO2浓度为500ppm,16%O2,N2为载气;在催化氧化炉220℃,烟气流量1000Nm3/h的气氛下进行催化氧化。
实施例8
本实施例所述Pt基催化剂以锐钛矿型TiO2为载体,Pt为主活性组分,CeO2为第一助活性组分,MoO3为第二助活性组分;以所述Pt基催化剂的质量为100%计,所述Pt的质量百分含量为0.5wt%,所述CeO2的质量百分含量为10wt%,所述MoO3的质量百分含量为10wt%;
本实施例所述Pt基催化剂的制备方法与实施例1的区别仅在于调节浸渍过程中助活性组分源溶液及Pt源溶液的加入量,得到符合上述组成的催化剂。
将本实施例所得Pt基催化剂用于工业烟气CO催化氧化,模拟烟气中CO浓度为7200ppm,SO2浓度为500ppm,16%O2,N2为载气;在催化氧化炉220℃,烟气流量1000Nm3/h的气氛下进行催化氧化。
实施例9
本实施例所述Pt基催化剂以锐钛矿型TiO2为载体,Pt为主活性组分,CeO2为第一助活性组分,MoO3为第二助活性组分;以所述Pt基催化剂的质量为100%计,所述Pt的质量百分含量为0.05wt%,所述CeO2的质量百分含量为2wt%,所述MoO3的质量百分含量为1wt%;
本实施例所述Pt基催化剂的制备方法与实施例1的区别仅在于调节浸渍过程中助活性组分源溶液及Pt源溶液的加入量,得到符合上述组成的催化剂。
将本实施例所得Pt基催化剂用于工业烟气CO催化氧化,模拟烟气中CO浓度为7200ppm,SO2浓度为500ppm,16%O2,N2为载气;在催化氧化炉220℃,烟气流量1000Nm3/h的气氛下进行催化氧化。
实施例10
本实施例与实施例1的区别仅在于制备过程采用两步浸渍法,即将实施例1中的第一助活性组分和第二助活性组分源溶液混合,加入锐钛矿TiO2浸渍4h,100℃干燥4h,550℃焙烧4h;之后将焙烧产物浸渍在主活性组分源溶液中,浸渍6h,100℃干燥3h,550℃焙烧3h,得到Pt基催化剂。
将本实施例所得Pt基催化剂用于工业烟气CO催化氧化,模拟烟气中CO浓度为7200ppm,SO2浓度为500ppm,16%O2,N2为载气;在催化氧化炉220℃,烟气流量1000Nm3/h的气氛下进行催化氧化。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于,不进行步骤(1)和步骤(2)的操作,即所述催化剂中不包含助活性组分,所得催化剂中Pt的质量百分含量为0.25wt%,其他条件与实施例1相比完全相同。
将本对比例所得Pt基催化剂用于工业烟气CO催化氧化,模拟烟气中CO浓度为7200ppm,16%O2,N2为载气;在催化氧化炉220℃,烟气流量1000Nm3/h的气氛下进行催化氧化。
对比例2
本对比例与对比例1中使用的催化剂相同,其区别仅在于,测试过程中采用的模拟烟气中CO浓度为7200ppm,SO2浓度为50ppm,其他条件与对比例1相比完全相同。
对比例3
本对比例与对比例1中使用的催化剂相同,其区别仅在于,测试过程中采用的模拟烟气中CO浓度为7200ppm,SO2浓度为500ppm,其他条件与对比例1相比完全相同。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于,不进行步骤(1)的操作,即所述催化剂中不包含第一助活性组分,所得催化剂中Pt的质量百分含量为0.25wt%,MoO3的质量百分含量为3wt%,其他条件与实施例1相比完全相同。
将本对比例所得Pt基催化剂用于工业烟气CO催化氧化,测试过程中采用的模拟烟气中CO浓度为7200ppm,SO2浓度为500ppm,其他条件与实施例1相比完全相同。
对比例5
本对比例与实施例1的区别在于,不进行步骤(2)的操作,即所述催化剂中不包含第二助活性组分,所得催化剂中Pt的质量百分含量为0.25wt%,CeO2的质量百分含量为3wt%,其他条件与实施例1相比完全相同。
将本对比例所得Pt基催化剂用于工业烟气CO催化氧化,测试过程中采用的模拟烟气中CO浓度为7200ppm,SO2浓度为500ppm,其他条件与实施例1相比完全相同。
对实施例和对比例所得催化剂进行CO催化氧化性能测试的结果如表1所示;
表1
SO<sub>2</sub>浓度/ppm | CO去除率/% | |
实施例1 | 0 | 98% |
实施例2 | 50 | 94% |
实施例3 | 500 | 90% |
实施例4 | 0 | 99% |
实施例5 | 50 | 98% |
实施例6 | 500 | 96% |
实施例7 | 500 | 95% |
实施例8 | 500 | 99% |
实施例9 | 500 | 85% |
实施例10 | 500 | 80% |
对比例1 | 0 | 70% |
对比例2 | 50 | 65% |
对比例3 | 500 | 54% |
对比例4 | 500 | 68% |
对比例5 | 500 | 65% |
从表1中实施例与对比例的比较可以看出,单纯的Pt基催化剂和仅包含第一助活性组分或第二助活性组分的催化剂相比于本发明制备的Pt基催化剂的CO氧化去除率会出现明显下降,本发明制备的催化剂稳定性好,效率高,能显著提高催化剂的抗硫性。同时,对比实施例3和实施例10可以看出,本发明所述Pt基催化剂的制备过程中,采用分步浸渍第一助活性组分和第二助活性组分的方式得到的催化剂的活性和抗硫性明显优于一步浸渍第一助活性组分和第二助活性组分的方式。
申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (32)
1.一种用于工业烟气CO催化氧化处理的Pt基催化剂,其特征在于,所述Pt基催化剂包括载体、主活性组分、第一助活性组分和第二助活性组分,所述载体为TiO2,所述主活性组分为Pt,所述第一助活性组分为CeO2,所述第二助活性组分为WO3和/或MoO3;
所述Pt基催化剂中,第一助活性组分位于所述载体表面,所述第二助活性组分位于所述第一助活性组分的表面,所述主活性组分位于所述第二助活性组分的表面。
2.如权利要求1所述的Pt基催化剂,其特征在于,所述TiO2为锐钛矿型TiO2。
3.如权利要求1所述的Pt基催化剂,其特征在于,以所述Pt基催化剂的质量为100%计,所述Pt基催化剂中第一助活性组分的质量百分含量为2-10%。
4.如权利要求3所述的Pt基催化剂,其特征在于,以所述Pt基催化剂的质量为100%计,所述Pt基催化剂中第一助活性组分的质量百分含量为3-7%。
5.如权利要求1所述的Pt基催化剂,其特征在于,以所述Pt基催化剂的质量为100%计,所述Pt基催化剂中第二助活性组分的质量百分含量为1-10%。
6.如权利要求5所述的Pt基催化剂,其特征在于,以所述Pt基催化剂的质量为100%计,所述Pt基催化剂中第二助活性组分的质量百分含量为3-7%。
7.如权利要求1所述的Pt基催化剂,其特征在于,以所述Pt基催化剂的质量为100%计,所述Pt基催化剂中主活性组分的质量百分含量为0.05-0.5wt%。
8.如权利要求7所述的Pt基催化剂,其特征在于,以所述Pt基催化剂的质量为100%计,所述Pt基催化剂中主活性组分的质量百分含量为0.25-0.4wt%。
9.如权利要求1-8任一项所述的Pt基催化剂的制备方法,其特征在于,所述方法为浸渍法。
10.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述方法为分步浸渍法。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将TiO2浸渍在铈源溶液中,焙烧,得到CeO2/TiO2;
(2)将步骤(1)中得到的CeO2/TiO2浸渍在第二助活性组分源溶液中,焙烧,得到经第一助活性组分和第二助活性组分修饰的TiO2;
(3)将步骤(2)中的产物浸渍在Pt源溶液中,焙烧,得到所述Pt基催化剂。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(1)中所述铈源包括硝酸铈和/或硝酸铈铵。
13.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(1)中所述TiO2为锐钛矿型TiO2。
14.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(1)中浸渍的时间为2-24h。
15.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(1)中浸渍之后,焙烧之前还包括干燥,所述干燥的温度为80-120℃,干燥的时间为2-5h。
16.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(1)中焙烧的温度为450-600℃。
17.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(1)中焙烧的时间为2-10h。
18.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述第二助活性组分源包括W源和/或Mo源。
19.如权利要求18所述的方法,其特征在于,所述W源包括偏钨酸铵和/或仲钨酸铵。
20.如权利要求18所述的方法,其特征在于,所述Mo源包括钼酸铵和/或仲钼酸铵。
21.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(2)中浸渍的时间为2-24h。
22.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(2)中浸渍之后,焙烧之前还包括干燥,所述干燥的温度为80-120℃,干燥的时间为2-5h。
23.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(2)中焙烧的温度为450-600℃。
24.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(2)中焙烧的时间为2-10h。
25.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(3)所述Pt源包括硝酸铂、氯化铂或氯铂酸中的任意一种或至少两种的组合。
26.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(3)中浸渍的时间为2-24h。
27.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(3)中浸渍之后,焙烧之前还包括干燥,所述干燥的温度为80-120℃,干燥的时间为2-5h。
28.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(3)中焙烧的温度为450-600℃。
29.如权利要求11所述的方法,其特征在于,步骤(3)中焙烧的时间为2-10h。
30.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)配制铈源溶液,加入锐钛矿型TiO2浸渍2-24h,80-120℃干燥2-5h,之后在450-600℃焙烧2-10h,得到CeO2/TiO2;
(2)配制钨源和/或钼源的溶液,加入步骤(1)中的CeO2/TiO2浸渍2-24h,80-120℃干燥2-5h,之后在450-600℃焙烧2-10h,得到经第一助活性组分和第二助活性组分修饰的TiO2;
(3)配制Pt源溶液,加入步骤(2)中的产物浸渍2-24h,80-120℃干燥2-5h,之后在450-600℃焙烧2-10h,得到所述Pt基催化剂。
31.如权利要求1-8任一项所述的Pt基催化剂的用途,其特征在于,所述Pt基催化剂用于工业烟气CO催化氧化处理;
所述工业烟气中CO的浓度为2000-9000ppm。
32.如权利要求31所述的Pt基催化剂的用途,其特征在于,所述工业烟气中CO的浓度为2000-9000ppm,SO2的浓度为0-500ppm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010194813.4A CN111185167B (zh) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | 一种用于CO净化的Pt基催化剂及其制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010194813.4A CN111185167B (zh) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | 一种用于CO净化的Pt基催化剂及其制备方法和用途 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111185167A CN111185167A (zh) | 2020-05-22 |
CN111185167B true CN111185167B (zh) | 2021-06-08 |
Family
ID=70704286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010194813.4A Active CN111185167B (zh) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | 一种用于CO净化的Pt基催化剂及其制备方法和用途 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111185167B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114643065A (zh) * | 2020-12-17 | 2022-06-21 | 北京工业大学 | 一种用于催化氧化co的贵金属催化剂及其制备方法 |
CN113680352B (zh) * | 2021-09-13 | 2023-05-02 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种用于CO氧化的低负载量Pt-Mn双金属催化剂及其制备方法和应用 |
CN113751024B (zh) * | 2021-10-14 | 2023-11-03 | 北京工业大学 | 一种用于催化氧化co的催化剂及其制备方法 |
CN115155607B (zh) * | 2022-07-12 | 2024-05-28 | 中晶环境科技股份有限公司 | 固体催化剂及其生产方法和用途 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1226184A (zh) * | 1996-05-28 | 1999-08-18 | 安格罗美国研究实验室(私营)有限公司 | 氧化催化剂 |
CN1524014A (zh) * | 2001-05-16 | 2004-08-25 | KH��ѧ����˾ | 用于净化柴油发动机废气的催化剂 |
CN1548368A (zh) * | 2003-05-13 | 2004-11-24 | 中国科学院生态环境研究中心 | 富氢条件下一氧化碳选择性氧化催化剂 |
JP2005081183A (ja) * | 2003-09-05 | 2005-03-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス処理用触媒の製造方法 |
CN101564646A (zh) * | 2008-04-22 | 2009-10-28 | 赫多特普索化工设备公司 | 净化柴油机废气的方法 |
CN103071488A (zh) * | 2013-01-09 | 2013-05-01 | 上海化工研究院 | 氢气催化脱氧制备高纯氢用催化剂及其制备方法和应用 |
CN107849958A (zh) * | 2015-07-09 | 2018-03-27 | 优美科股份公司及两合公司 | 从发动机废气中除去颗粒物和有害化合物的系统 |
CN108404975A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-08-17 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种具有良好低温起燃性能的氧化型催化系统及其制备工艺 |
CN109833871A (zh) * | 2017-11-29 | 2019-06-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种负载型m1-m2-载体双功能催化剂及其制备方法和应用 |
-
2020
- 2020-03-19 CN CN202010194813.4A patent/CN111185167B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1226184A (zh) * | 1996-05-28 | 1999-08-18 | 安格罗美国研究实验室(私营)有限公司 | 氧化催化剂 |
CN1524014A (zh) * | 2001-05-16 | 2004-08-25 | KH��ѧ����˾ | 用于净化柴油发动机废气的催化剂 |
CN1548368A (zh) * | 2003-05-13 | 2004-11-24 | 中国科学院生态环境研究中心 | 富氢条件下一氧化碳选择性氧化催化剂 |
JP2005081183A (ja) * | 2003-09-05 | 2005-03-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス処理用触媒の製造方法 |
CN101564646A (zh) * | 2008-04-22 | 2009-10-28 | 赫多特普索化工设备公司 | 净化柴油机废气的方法 |
CN103071488A (zh) * | 2013-01-09 | 2013-05-01 | 上海化工研究院 | 氢气催化脱氧制备高纯氢用催化剂及其制备方法和应用 |
CN107849958A (zh) * | 2015-07-09 | 2018-03-27 | 优美科股份公司及两合公司 | 从发动机废气中除去颗粒物和有害化合物的系统 |
CN109833871A (zh) * | 2017-11-29 | 2019-06-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种负载型m1-m2-载体双功能催化剂及其制备方法和应用 |
CN108404975A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-08-17 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种具有良好低温起燃性能的氧化型催化系统及其制备工艺 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111185167A (zh) | 2020-05-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111185167B (zh) | 一种用于CO净化的Pt基催化剂及其制备方法和用途 | |
Li et al. | Investigation of two-phase intergrowth and coexistence in Mn–Ce–Ti–O catalysts for the selective catalytic reduction of NO with NH3: structure–activity relationship and reaction mechanism | |
CN111992203A (zh) | 一种nh3-scr低温脱硝催化剂及其制备方法与应用 | |
CN110538656B (zh) | 一种用于光催化剂降解甲醛的催化剂及其制备方法和用途 | |
CN104888804A (zh) | 一种用于低浓度甲烷低温催化燃烧的钯基催化剂及其制备方法 | |
CN1714931A (zh) | 富氧条件下催化分解NOx的稀土钙钛矿型复合氧化物催化剂 | |
JP2014073485A (ja) | 窒素酸化物分解触媒およびその製造方法 | |
JP2007216137A (ja) | 排ガス処理用触媒及び排ガス処理用触媒の製造方法 | |
CN113522272B (zh) | 一种脱硝催化剂及其制备方法 | |
CN108579719A (zh) | 纳米级铈锆固溶体复合氧化物、制备方法、采用其的催化剂及用途 | |
CN113680352B (zh) | 一种用于CO氧化的低负载量Pt-Mn双金属催化剂及其制备方法和应用 | |
Bai et al. | Insight into the mechanism of selective catalytic reduction of NO by CO over a bimetallic IrRu/ZSM-5 catalyst in the absence/presence of O2 by isotopic C13O tracing methods | |
JP5971136B2 (ja) | 一酸化炭素酸化触媒及びその製造方法並びにガス中の一酸化炭素の除去方法 | |
JP5825221B2 (ja) | 排気ガス浄化用触媒およびその製造方法 | |
CN110918082A (zh) | 一种双金属氧化物催化剂及其制备方法和用途 | |
CN105013477A (zh) | 一种催化氧化VOCs的混相二氧化钛负载钌催化剂、制备方法及其用途 | |
Carabineiro et al. | Gold catalysis | |
CN103252232B (zh) | 一种锆掺杂的钒基氧化物催化剂、制备方法及其用途 | |
JP4779461B2 (ja) | 触媒担体及びその製造方法、並びに排ガス浄化触媒 | |
CN106166484B (zh) | 一种烟气h2-scr脱硝催化剂及其制备方法 | |
JP2016163874A (ja) | メタン酸化除去用触媒およびメタン酸化除去方法 | |
JP2013215718A (ja) | メタンの酸化除去用触媒及びメタンの酸化除去方法 | |
JP6103955B2 (ja) | メタンの酸化除去用触媒およびメタンの酸化除去方法 | |
CN107930624A (zh) | 一种催化燃烧醋酸乙酯用复合型催化剂及其制备方法和应用 | |
CN117861683A (zh) | 降解含硫VOCs金属催化剂及制备方法和应用 |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |