CN114950514A - 一种贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种贵金属‑Co‑O/SiC催化剂的制备方法与应用，属于能源与环境技术领域。本发明将Co(NO3)2.4H2O溶解于去离子水中得到溶液A；溶液A中加入SiC并混合均匀，然后置于温度为50～70℃下反应10～20min得到溶液B；在溶液B中逐滴滴加柠檬酸溶液，搅拌得到凝胶C；凝胶C干燥后匀速升温至温度为400‑600℃并恒温焙烧2‑5h，得到Co‑O/SiC催化剂，记为xCo3O4/ySiC；将xCo3O4/ySiC加入到碳酸铵溶液混合均匀得到反应体系，然后将贵金属溶液D逐滴滴加至反应体系中，搅拌沉淀0.5～1.5h，静置2～5h，固液分离，固体烘干得到共沉淀E；共沉淀E匀速升温至温度为500～700℃并恒温焙烧1～5h，得到贵金属‑Co‑O/SiC催化剂。本发明贵金属‑Co‑O/SiC催化剂可应用于低浓度(体积浓度为0.5～2％)CO催化燃烧。
Description
技术领域
本发明涉及一种贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法与应用，属于能源与环境技术领域。
背景技术
工业生产，汽车尾气，烃类的不完全燃烧，生活用气和矿井中的废气等均含有大量的CO。由于CO具有很强的稳定性且不溶于水，极难与其他物质发生反应，因此通常在自然条件下极难除去。CO是一种危险的有毒气体，它易燃、易爆，而且无色无味。即使空气中含有较多的CO时也不易被人察觉。据研究报导，当空气中CO含量达2.0×10-5mol/L时，人在短时间内会出现头晕和呕吐；当含量超过1.2％时，严重到会使人窒息甚至丧失生命。因此，有效控制CO气体排放和降低空气中CO含量是环境保护的重要环节。通过CO催化氧化方法可以实现在低温条件将CO完全转化为CO2，而且这种方法具有能耗低，成本低和安全稳定等优点。催化剂是CO催化氧化实现CO转化为CO2的重要组成部分，因此寻找一种高效环保高抗硫的催化剂是该方法研究的关键。
CO催化氧化反应中，贵金属催化剂成本较高且容易团簇，导致催化活性降低。在实际应用中，处理排放的汽车尾气中通常含10-200ppm的SO2，而SO2会使催化剂中毒失活。
发明内容
针对目前废气中低体积浓度(0.5～2％)的CO处理问题，本发明提供一种贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法及应用，即通过制备以SiC载体，Co3O4为活性成分的催化剂xCo3O4/ySiC为前驱体，利用共沉淀法制备贵金属-Co-O/SiC催化剂，具有抗硫性能、机械稳定和热稳定性，可改善催化活性和稳定性。
一种贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)将Co(NO3)2.4H2O溶解于去离子水中得到溶液A；
(2)溶液A中加入SiC并混合均匀，然后置于温度为50～70℃下反应10～20min得到溶液B；
(3)在溶液B中逐滴滴加柠檬酸溶液，搅拌得到凝胶C；
(4)凝胶C干燥后匀速升温至温度为400-600℃并恒温焙烧2-5h，得到Co-O/SiC催化剂，记为xCo3O4/ySiC，Co-O为活性组分，SiC为载体；活性组分Co3O4的质量占比为40％<x<60％，其余为载体；
(5)将去离子水加入到贵金属溶液进行稀释得到贵金属溶液D；
(6)将xCo3O4/ySiC加入到碳酸铵溶液混合均匀得到反应体系，然后将贵金属溶液D逐滴滴加至反应体系中，搅拌沉淀0.5～1.5h，静置2～5h，固液分离，固体烘干得到共沉淀E；
(7)共沉淀E匀速升温至温度为500～700℃并恒温焙烧1～5h，得到贵金属-Co-O/SiC催化剂。
所述步骤(1)溶液A中Co离子的浓度为0.1～0.5mol/L。
所述步骤(3)柠檬酸溶液的浓度为0.5～1mol/L，溶液B中的Co离子与柠檬酸的摩尔比为1:0.5～3。
所述步骤(5)贵金属溶液为氯金酸或氯铂酸溶液，贵金属溶液D的浓度为0.1～0.2g/L。
所述贵金属-Co-O/SiC催化剂中贵金属元素占贵金属-Co-O/SiC催化剂质量的0.5～1％。
所述步骤(6)碳酸铵溶液浓度为1～1.5mol/L，反应体系的pH值为8.5～9.5。
所述贵金属-Co-O/SiC催化剂在催化CO燃烧中的应用：CO的体积浓度为0.5～2％。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过制备以SiC载体，Co3O4为活性成分的催化剂xCo3O4/ySiC为前驱体，利用共沉淀法制备贵金属-Co-O/SiC催化剂，具有抗硫性能、机械稳定和热稳定性，可改善催化活性和稳定性；
(2)本发明贵金属-Co-O/SiC催化剂中SiC载体会明显改变催化剂的表面结构和化学组成，而且活性组分Co3O4与载体SiC间的相互作用有利于贵金属Au/Pt的分散性与抗硫性，从而促进催化剂表面CO的脱附速度、减缓催化剂团聚和避免催化剂硫中毒失活，进而保证CO催化氧化的优越活性与稳定性。
附图说明
图1为焙烧温度500℃(Au/Pt)-Co-O/SiC系催化剂的CO转化率与反应温度的关系图；
图2为焙烧温度700℃(Au/Pt)-Co-O/SiC系催化剂的CO转化率与反应温度的关系图；
图3为100ppmSO2对1％Au/Co3O4/SiC-500(A)催化剂的催化性能影响；
图4为100ppmSO2对1％Pt/Co3O4/SiC-500(A)催化剂的催化性能影响。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
对比例1：一种Co-O/SiC催化剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)将Co(NO3)2.4H2O加入到60mL去离子水中，搅拌18min使Co(NO3)2.4H2O完全溶解得到溶液A；其中溶液A中Co离子的浓度为0.2mol/L；
(2)溶液A中加入SiC(wtSiC＝50％)并混合均匀，然后置于温度为70℃下反应10min得到溶液B；
(3)在溶液B中逐滴滴加柠檬酸溶液，搅拌得到凝胶C；其中柠檬酸溶液的浓度为1.8mol/L，溶液B中的Co离子与柠檬酸的摩尔比为1:2；
(4)凝胶C置于温度为120℃下干燥20h，然后以1.5℃/min的升温速率匀速升温至温度为500℃并恒温焙烧4h，得到Co-O/SiC催化剂，Co-O为活性组分，SiC为载体；
本对比例中Co-O催化剂中活性组分Co3O4的质量占比为50％，载体SiC的质量占比为50％，即50％Co3O4/50％SiC-500。
对比例2：一种Co-O/SiC催化剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)将Co(NO3)2.4H2O加入到60mL去离子水中，搅拌15min使Co(NO3)2.4H2O完全溶解得到溶液A；其中溶液A中Co离子的浓度为0.1mol/L；
(2)溶液A中加入SiC(wtSiC＝55％)并混合均匀，置于温度为70℃下反应10min得到溶液B；
(3)在溶液B中逐滴滴加柠檬酸溶液，搅拌得到凝胶C；其中柠檬酸溶液的浓度为0.6mol/L，溶液B中的Co离子与柠檬酸的摩尔比为1:1；
(4)凝胶C置于温度为120℃下干燥24h，然后以1℃/min的升温速率匀速升温至温度为700℃并恒温焙烧2h，得到Co-O催化剂，Co-O为活性组分，SiC为载体；
本对比例中Co-O催化剂中活性组分Co3O4的质量占比为45％，载体SiC的质量占比为55％，即45％Co3O4/55％SiC-700。
实施例1：一种贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)将去离子水加入到氯金酸溶液进行稀释得到浓度为0.2g/L的氯金酸溶液D；
(2)将对比例1所得Co-O催化剂50％Co3O4/50％SiC-500加入到碳酸铵溶液D混合均匀得到反应体系，然后将氯金酸溶液逐滴滴加至反应体系中，搅拌沉淀1.5h，静置4h，固液分离，固体烘干得到共沉淀E；其中碳酸铵溶液浓度为1.5mol/L，反应体系pH值为9.5；
(3)共沉淀E以1℃/min的升温速率匀速升温至温度为500℃并恒温焙烧3h，得到Au-Co-O/SiC催化剂；Au-Co-O/SiC催化剂中贵金属元素Au占Au-Co-O/SiC催化剂质量的1％，记为1％Au/Co3O4/SiC-500(A)。
实施例2：一种贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)将去离子水加入到氯金酸溶液进行稀释得到浓度为0.15g/L的氯金酸溶液D；
(2)将对比例1所得Co-O催化剂50％Co3O4/50％SiC-500加入到碳酸铵溶液D混合均匀得到反应体系，然后将氯金酸溶液逐滴滴加至反应体系中，搅拌沉淀1.0h，静置3h，固液分离，固体烘干得到共沉淀E；其中碳酸铵溶液浓度为1.2mol/L，反应体系pH值为9.0；
(3)共沉淀E以1℃/min的升温速率匀速升温至温度为600℃并恒温焙烧2.5h，得到Au-Co-O/SiC催化剂；Au-Co-O/SiC催化剂中贵金属元素Au占Au-Co-O/SiC催化剂质量的0.8％，记为1％Au/Co3O4/SiC-600(A)。
实施例3：一种贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)将去离子水加入到氯金酸溶液进行稀释得到浓度为0.10g/L的氯金酸溶液D；
(2)将对比例1所得Co-O催化剂50％Co3O4/50％SiC-500加入到碳酸铵溶液D混合均匀得到反应体系，然后将氯金酸溶液逐滴滴加至反应体系中，搅拌沉淀1.5h，静置2h，固液分离，固体烘干得到共沉淀E；其中碳酸铵溶液浓度为1.0mol/L，反应体系pH值为8.5；
(3)共沉淀E以1℃/min的升温速率匀速升温至温度为400℃并恒温焙烧5h，得到Au-Co-O/SiC催化剂；Au-Co-O/SiC催化剂中贵金属元素Au占Au-Co-O/SiC催化剂质量的0.6％，记为0.6％Au/Co3O4/SiC-400(A)。
实施例4：一种贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)将去离子水加入到氯铂酸溶液进行稀释得到浓度为0.2g/L的氯铂酸溶液D；
(2)将对比例1所得Co-O催化剂50％Co3O4/50％SiC-500加入到碳酸铵溶液D混合均匀得到反应体系，然后将氯金酸溶液逐滴滴加至反应体系中，搅拌沉淀1.0h，静置5h，固液分离，固体烘干得到共沉淀E；其中碳酸铵溶液浓度为1.5mol/L，反应体系pH值为9.5；
(3)共沉淀E以1℃/min的升温速率匀速升温至温度为500℃并恒温焙烧4h，得到Pt-Co-O/SiC催化剂；Pt-Co-O/SiC催化剂中贵金属元素Pt占Pt-Co-O/SiC催化剂质量的1％，记为1％Pt/Co3O4/SiC-500(A)。
实施例5：一种贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)将去离子水加入到氯金酸溶液进行稀释得到浓度为0.15mol/L的氯金酸溶液D；
(2)将对比例2所得Co-O催化剂45％Co2O4/55％SiC-700加入到碳酸铵溶液混合均匀得到反应体系，然后将氯金酸溶液D逐滴滴加至反应体系中，搅拌沉淀1.0h，静置4h，固液分离，固体烘干得到共沉淀E；其中碳酸铵溶液浓度为1.2mol/L，反应体系pH值为9.0；
(3)共沉淀E以1℃/min的升温速率匀速升温至温度为700℃并恒温焙烧2h，得到Au-Co-O/SiC催化剂；Au-Co-O/SiC催化剂中贵金属元素Au占Au-Co-O/SiC催化剂质量的1.0％，记为1.0％Au/Co2O4/SiC-700(B)。
实施例6：一种贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)将去离子水加入到氯铂酸溶液进行稀释得到浓度为0.15mol/L的氯铂酸溶液D；
(2)将对比例2所得Co-O催化剂45％Co3O4/55％SiC-700加入到碳酸铵溶液D混合均匀得到反应体系，然后将氯铂酸溶液逐滴滴加至反应体系中，搅拌沉淀1.0h，静置4h，固液分离，固体烘干得到共沉淀E；其中碳酸铵溶液浓度为1.2mol/L，反应体系pH值为9.0；
(3)共沉淀E以1℃/min的升温速率匀速升温至温度为700℃并恒温焙烧2h，得到Pt-Co-O/SiC催化剂；Pt-Co-O/SiC催化剂中贵金属元素Pt占Pt-Co-O/SiC催化剂质量的1.0％，记为1.0％Pt/Co3O4/SiC-700(B)。
实施例7：一种贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)将去离子水加入到氯铂酸溶液进行稀释得到浓度为0.15mol/L的氯铂酸溶液D；
(2)将对比例2所得Co-O催化剂45％Co3O4/55％SiC-700加入到碳酸铵溶液D混合均匀得到反应体系，然后将氯铂酸溶液逐滴滴加至反应体系中，搅拌沉淀1.0h，静置4h，固液分离，固体烘干得到共沉淀E；其中碳酸铵溶液浓度为1.2mol/L，pH值为9.0；
(3)共沉淀E以1℃/min的升温速率匀速升温至温度为600℃并恒温焙烧2h，得到Pt-Co-O/SiC催化剂；Pt-Co-O/SiC催化剂中贵金属元素Pt占Pt-Co-O/SiC催化剂质量的0.6％，记为0.6％Pt/Co3O4/SiC-600(B)。
对比例1Co-O催化剂(50％Co3O4/50％SiC-500)、实施例1Au-Co-O/SiC催化剂(1％Au/Co3O4/SiC-500(A))和实施例4Pt-Co-O/SiC催化剂(1％Pt/Co3O4/SiC-500(A))一氧化碳转化率与反应温度的关系图见图1，其中反应原料气配比为1％CO，20％O2，其余为Ar，空速为45000mL/(gh)；
对比例2Co-O催化剂(45％Co3O4/55％SiC-700)、实施例5Au-Co-O/SiC催化剂(1％Au/Co3O4/SiC-700(B))和实施例6Pt-Co-O/SiC催化剂(1％Pt/Co3O4/SiC-700(B))一氧化碳转化率与反应温度的关系图见图2，其中反应原料气配比为1％CO，20％O2，其余为Ar，空速为45000mL/(gh)；
从图1和图2可知，贵金属可以极大的提高催化剂的反应活性，尤其是负载1％Au的催化剂，使得CO催化转化反应温度降低了100℃，当催化剂在高温700℃下焙烧后，催化剂的活性几乎没有发生下降，说明贵金属在高温下由于SiC的作用没有发生烧结团聚，依旧保持良好的活性与稳定性,表明贵金属能提高催化剂的低温活性，而SiC载体能有效改善催化剂的抗烧结性能；
反应原料气配比为1％CO，20％O2，其余为Ar，空速为45000mL/(gh)。在原料气的基础上通入100ppm SO2在固定床反应器中研究了实施例1Au-Co-O/SiC催化剂(1％Au/Co3O4/SiC-500(A))和实施例4Pt-Co-O/SiC催化剂(1％Pt/Co3O4/SiC-500(A))抗硫性能(见图3和4)，实施例1Au-Co-O/SiC催化剂1％Au/Co3O4/SiC-500(A)表现出良好的抗硫性能，在含硫气氛下的催化活性与不含硫的催化活性几乎相同；实施例4Pt-Co-O/SiC催化剂1％Pt/Co3O4/SiC-500(A)在CO催化反应中会出现拖尾现象，在CO转化率达到80％后，催化剂活性开始降低，反应速率下降，无法完全迅速完全转化CO，这可能是Pt与SiC之间的相互作用较弱，且在较高温度下单质Pt易被氧化导致表面生成部分硫酸盐失活使得催化活性降低；表明Au与SiC之间较强的相互作用极大提高了催化剂的抗硫性能。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)将Co(NO3)2.4H2O溶解于去离子水中得到溶液A；
(2)溶液A中加入SiC并混合均匀，然后置于温度为50～70℃下反应10～20 min得到溶液B；
(3)在溶液B中逐滴滴加柠檬酸溶液，搅拌得到凝胶C；
(4)凝胶C干燥后匀速升温至温度为400-600℃并恒温焙烧2-5h，得到Co-O/SiC催化剂，记为xCo3O4/ySiC，Co-O为活性组分，SiC为载体；活性组分Co3O4的质量占比为40％<x<60％，其余为载体；
(5)将去离子水加入到贵金属溶液进行稀释得到贵金属溶液D；
(6)将xCo3O4/ySiC加入到碳酸铵溶液混合均匀得到反应体系，然后将贵金属溶液D逐滴滴加至反应体系中，搅拌沉淀0.5～1.5h，静置2～5h，固液分离，固体烘干得到共沉淀E；
(7)共沉淀E匀速升温至温度为500～700℃并恒温焙烧1～5h，得到贵金属-Co-O/SiC催化剂。
2.根据权利要求1所述贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)溶液A中Co离子的浓度为0.1～0.5mol/L。
3.根据权利要求1所述贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(3)柠檬酸溶液的浓度为0.5～1mol/L，溶液B中的Co离子与柠檬酸的摩尔比为1:0.5～3。
4.根据权利要求1所述贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(5)贵金属溶液为氯金酸或氯铂酸溶液，贵金属溶液D的浓度为0.1～0.2g/L。
5.根据权利要求1所述贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法，其特征在于：所述贵金属-Co-O/SiC催化剂中贵金属元素占贵金属-Co-O/SiC催化剂质量的0.5～1％。
6.根据权利要求1所述贵金属-Co-O/SiC催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(6)碳酸铵溶液浓度为1～1.5mol/L，反应体系的pH值为8.5～9.5。
7.权利要求1所述制备方法所制备的贵金属-Co-O/SiC催化剂在催化CO燃烧中的应用，其特征在于：CO的体积浓度为0.5～2％。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1446323A (en) * | 1972-10-12 | 1976-08-18 | Standard Oil Co | Process for the production of coated catalysts |
| US4626521A (en) * | 1980-10-24 | 1986-12-02 | National Distillers And Chemical Corporation | Selective catalytic oxidation of carbon monoxide in hydrocarbon stream to carbon dioxide |
| CN106975487A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-07-25 | 中南民族大学 | 一种特定形貌Co3O4负载铂催化剂及其在CO2加氢合成低碳醇反应中的应用 |
| CN113751024A (zh) * | 2021-10-14 | 2021-12-07 | 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 |
-
2022
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1446323A (en) * | 1972-10-12 | 1976-08-18 | Standard Oil Co | Process for the production of coated catalysts |
| US4626521A (en) * | 1980-10-24 | 1986-12-02 | National Distillers And Chemical Corporation | Selective catalytic oxidation of carbon monoxide in hydrocarbon stream to carbon dioxide |
| CN106975487A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-07-25 | 中南民族大学 | 一种特定形貌Co3O4负载铂催化剂及其在CO2加氢合成低碳醇反应中的应用 |
| CN113751024A (zh) * | 2021-10-14 | 2021-12-07 | 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 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| XU, X，ET AL.: "High-Temperature Selective Oxidation of H2S to Elemental Sulfur on a beta-SiC-Supported Cerium Catalyst", 《INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH》, pages 12798 - 12810 * |
| 赵滟楠等: "高活性Co3O4/SiC催化剂制备及其催化燃烧性能", 《昆明理工大学学报（自然科学版）》, vol. 47, no. 1, pages 62 - 69 * |
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