CN115845839A - 一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂及其制备方法 - Google Patents
一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115845839A CN115845839A CN202211467490.7A CN202211467490A CN115845839A CN 115845839 A CN115845839 A CN 115845839A CN 202211467490 A CN202211467490 A CN 202211467490A CN 115845839 A CN115845839 A CN 115845839A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- catalyst
- palladium
- low
- percent
- phase
- 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.)
- Pending
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 116
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 102
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 8
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 title description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical group [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000012696 Pd precursors Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 23
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 20
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 20
- 238000007084 catalytic combustion reaction Methods 0.000 description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 6
- 101150003085 Pdcl gene Proteins 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010718 Oxidation Activity Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- HBEQXAKJSGXAIQ-UHFFFAOYSA-N oxopalladium Chemical compound [Pd]=O HBEQXAKJSGXAIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003445 palladium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- YJVFFLUZDVXJQI-UHFFFAOYSA-L palladium(ii) acetate Chemical compound [Pd+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O YJVFFLUZDVXJQI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) nitrate Chemical compound [Pd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂及其制备方法，属于甲烷燃烧催化剂技术领域。本发明的催化剂由钯核相和M壳相组成，钯核相与M壳相之间具有空腔；以催化剂的质量为100％计，钯核相的质量百分比为0.2％～5％，M壳相的质量百分比为95％～99.8％，M为ZrO2、Al2O3或CeO2中的一种。其是通过将钯的前驱体溶液浸渍负载到碳纳米管上，于空气中干燥后，再将M壳相的前驱体溶液通过水热法沉积到步样品上，经离心、干燥和焙烧得到的。该催化剂具有核‑空腔‑壳多级核壳结构，能够增大催化活性界面面积，并降低催化剂床层阻力，有效促进催化活性界面处的热质传递过程，提升了钯基催化剂的催化活性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及甲烷燃烧催化剂技术领域，具体涉及一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂及其制备方法。
背景技术
甲烷是天然气的重要组成部分，是储量丰富、污染小、热效率高的重要能源燃料，但由于甲烷热值高，直接排放到大气不仅浪费资源，也加剧了温室效应(甲烷的温室效应是二氧化碳的21～24倍)。因此需要对未燃尽的残留在烟道气中的低浓度甲烷进行处理。甲烷直接燃烧火焰温度很高(＞1600℃)，会产生二次污染。但在催化剂的作用下，甲烷起燃温度大大降低，避免了高温火焰燃烧产生的NOx污染。同时，催化燃烧充分、空速高、没有浓度限制，尤其适合对低浓度甲烷的高效利用。与传统的火焰燃烧相比，催化燃烧法可以有效避免高温燃烧导致的对反应器材质的苛刻要求，具有净化效率高、起燃温度低和二次污染少的特点，是一种对环境友好的处理方法。
CH4分子具有稳定和对称的正四面体结构，C-H键能为413kJ/mol，燃烧过程中热量释放高达889.6kJ/mol，催化剂床层温度大于400℃。因此，用于CH4燃烧的催化材料必须同时具备优异的低温起燃能力和高温稳定性(T≥400℃)。催化燃烧技术的核心是高效催化燃烧催化剂的开发。目前常用的甲烷催化燃烧催化剂有贵金属催化剂和过渡金属氧化物催化剂，其中，钯基催化剂是公认的具有较高的甲烷低温氧化活性的催化剂。专利CN103131488A公开了一种低浓度甲烷催化燃烧的催化剂及其制备方法，该催化剂包括催化活性组分(Pd、Pt、Ru、Rh等)、催化剂载体Al2O3以及金属氧化物共载体(Mg、La、Fe、Mn、Ni、Co等)，利用浸渍法、均相沉淀法、共沉淀法、热分解法中的任意一种方法，所制催化剂的性能较未添加助剂的钯催化剂相比，活性和稳定性都有较大的提高，但是甲烷完全净化温度仍需达到600℃以上，活性和稳定性还需要进一步改善。Cargnello等(Science,2012,337(6095):713)报道了Pd@CeO2/Al2O3核壳结构催化剂具有优异的甲烷催化燃烧性能。但是，以上常规氧化铝负载型钯基催化剂的床层阻力较大，催化活性界面面积较小，难以通过调控催化活性界面面积强化热质传递过程进而提升甲烷催化燃烧的活性和稳定性。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂，该催化剂具有核-空腔-壳多级核壳结构，能够增大催化活性界面面积，并降低催化剂床层阻力，有效促进催化活性界面处的热质传递过程，从而提升了钯基催化剂的催化活性和稳定性。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂，所述催化剂由钯核相和M壳相组成，所述钯核相与M壳相之间具有空腔；以催化剂的质量为100％计，钯核相的质量百分比为0.2％～5％，M壳相的质量百分比为95％～99.8％，所述M为ZrO2、Al2O3或CeO2中的一种。
作为本发明优选的实施方式，所述M壳相的质量百分比为97％～99.8％。
本发明还提供了如上所述的用于低浓度甲烷燃烧的催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
S1、将钯的前驱体溶液浸渍负载到碳纳米管上，对所得的样品进行干燥；
S2、将壳相M的前驱体溶液通过水热法沉积到步骤S1所得的样品上；
S3、对步骤S2所得的样品离心，然后干燥，在空气氛围中于400～1000℃的焙烧温度下焙烧2～24h，得到所述催化剂。
作为本发明优选的实施方式，所述步骤S1中钯的前驱体溶液为钯的硝酸盐水溶液、钯的氯化物水溶液或钯的醋酸盐水溶液中的一种。
作为本发明优选的实施方式，所述步骤S1中的碳纳米管为外径为20～40μm、比表面积为200～300m2/g的商用碳纳米管。
作为本发明优选的实施方式，所述步骤S2中M壳相的前驱体溶液为M的硝酸盐的水溶液M的氯化物水溶液或M的醋酸盐的水溶液中的一种。
作为本发明优选的实施方式，所述步骤S2中水热法是在60～300℃的恒温条件下以水为溶剂于高压反应釜中反应6～48h。
进一步地，所述溶剂的体积为50～150ml。
作为本发明优选的实施方式，所述步骤S1和S3中的干燥是在60～150℃的空气氛围内恒温干燥6～24h。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过先将金属钯氧化物纳米颗粒分散到碳纳米管上，再在碳纳米管上沉积过渡金属氧化物壳层，其中碳纳米管表面有羟基，可以吸附金属离子和金属化合物，通过在空气氛围中高温煅烧，使碳纳米管转化为二氧化碳，通过除去碳纳米管模板，形成微观结构规整、并具有核-空腔-壳多级核壳结构的催化剂。本发明的催化剂通过特定的核-空腔-壳结构增大催化活性界面面积，加速反应物和生成物在催化剂表面的扩散速率，使其在高温段仍然有较好的催化稳定性，并降低催化剂床层阻力，有效促进了催化活性界面处的热质传递过程，从而提升了钯基催化剂的催化活性和稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例1所制得的催化剂的扫描电镜图；
图2为本发明对比例1所制得的催化剂的扫描电镜图；
图3为本发明对比例2所制得的催化剂的扫描电镜图；
图4为本发明实施例1、对比例1和对比例2在催化低浓度甲烷燃烧的反应稳定性对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂，该催化剂由钯核相和M壳相组成，所述钯核相与M壳相之间具有空腔。以催化剂的质量为100％计，钯核相的质量百分比为0.2％～5％，M壳相的质量百分比为95％～99.8％，M为ZrO2、Al2O3或CeO2中的一种。
上述催化剂的制备方法包括以下步骤：
S1、将钯的前驱体溶液浸渍负载到碳纳米管上，对所得的样品进行干燥；
S2、将壳相M的前驱体溶液通过水热法沉积到步骤S1所得的样品上；
S3、对步骤S2所得的样品离心，然后干燥，在空气氛围中于400～1000℃的焙烧温度下焙烧2～24h，得到所述催化剂。
其中，钯的前驱体溶液为钯的硝酸盐水溶液、钯的氯化物水溶液或钯的醋酸盐水溶液中的一种；碳纳米管为外径为20～40μm、比表面积为200～300m2/g的商用碳纳米管；M壳相的前驱体溶液为M的硝酸盐的水溶液M的氯化物水溶液或M的醋酸盐的水溶液中的一种。水热法是在60～300℃的恒温条件下以水为溶剂于高压反应釜中反应6～48h，溶剂的体积为50～150ml。上述制备过程中，干燥是在60～150℃的空气氛围内恒温干燥6～24h。
实施例1：
一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
按Pd的重量百分比为0.4％，取PdCl2水溶液，将其等体积浸渍在1g商用碳纳米管上，静置1h，超声混合均匀0.5h，120℃下干燥24h烘干。按Al2O3的重量百分比为99.6％的比例将上述负载Pd的商用碳纳米管浸渍于50ml的Al(NO3)3水溶液中，超声混合均匀2h后，转移至高压反应釜中于160℃水热反应6h。离心得到样品，120℃下干燥24h烘干后，空气气氛下600℃焙烧6h，升温速率为5℃/min，制得甲烷催化燃烧催化剂。
图1为本实施例所制得的催化剂在30μm下的SEM图。由图1可见，本实施例所制得的催化剂微观结构规整，为具有核-空腔-壳多级核壳的管状阵列结构，Al2O3壳层内径约30μm，壁厚约1.5μm，较好的保留了碳纳米管模板的结构，Pd纳米颗粒均匀附着在Al2O3壳层的内表面。
对比例1：
一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
按Pd的重量百分比为0.4％，取PdCl2水溶液，将其等体积浸渍在2g微观结构非规整的商用Al2O3载体上，静置1h，超声混合均匀0.5h，120℃下干燥24h烘干后，空气气氛下600℃焙烧6h，升温速率为5℃/min，制得甲烷催化燃烧催化剂。
图2为本对比例所制得的催化剂在2μm下的SEM图。由图2可见，本对比例所制得的催化剂微观结构不规整，为无序堆积的块状结构。
对比例2：
一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
按Pd的重量百分比为0.4％，取PdCl2水溶液，将其等体积浸渍在1g商用碳纳米管上，静置1h，超声混合均匀0.5h，120℃下干燥24h烘干。按Al2O3的重量百分比为99.6％的比例将上述负载Pd的商用碳纳米管浸渍于50ml的Al(NO3)3水溶液中，超声混合均匀2h后，转移至高压反应釜中于160℃水热反应6h。离心得到样品，120℃下干燥24h烘干后，氩气气氛下600℃焙烧6h，升温速率为5℃/min，制得甲烷催化燃烧催化剂。
图3为本对比例所制得的催化剂在200μm下的SEM图。由图3可见，本对比例所制得的催化剂微观下为实心结构，该样品经过氩气气氛处理，碳管未烧掉，仍保留了碳纳米管的结构，碳纳米管外表面均匀沉积了金属Pd和Al2O3层。
实施例2：
一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
按Pd的重量百分比为0.2％，取Pd(NO3)2水溶液，将其等体积浸渍在1g商用碳纳米管上，静置2h，超声混合均匀0.5h，100℃下干燥24h烘干。按Al2O3的重量百分比为99.8％的比例将上述负载Pd的商用碳纳米管浸渍于100ml的Al(NO3)3水溶液中，超声混合均匀2h后，转移至高压反应釜中于100℃水热反应10h。离心得到样品，60℃下干燥20h烘干后，空气气氛下400℃焙烧2h，升温速率为5℃/min，制得甲烷催化燃烧催化剂。
实施例3：
一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
按Pd的重量百分比为1.0％，取PdCl2水溶液，将其等体积浸渍在1g商用碳纳米管上，静置1h，超声混合均匀1h，120℃下干燥12h烘干。按Al2O3的重量百分比为99％的比例将上述负载Pd的商用碳纳米管浸渍于50ml的Al(NO3)3水溶液中，超声混合均匀2h后，转移至高压反应釜中于60℃水热反应20h。离心得到样品，150℃下干燥10h烘干后，空气气氛下800℃焙烧12h，升温速率为5℃/min，制得甲烷催化燃烧催化剂。
实施例4：
一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
按Pd的重量百分比为3.0％，取Pd(OAc)2水溶液，将其等体积浸渍在1g商用碳纳米管上，静置1h，超声混合均匀0.2h，80℃下干燥24h烘干。按CeO2的重量百分比为99.7％的比例将上述负载Pd的商用碳纳米管浸渍于75ml的Ce(NO3)3·6H2O水溶液中，超声混合均匀2h后，转移至高压反应釜中于200℃水热反应35h。离心得到样品，150℃下干燥6h烘干后，空气气氛下1000℃焙烧18h，升温速率为5℃/min，制得甲烷催化燃烧催化剂。
实施例5：
一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂的制备方法，其包括以下步骤：
按Pd的重量百分比为5.0％，取PdCl2水溶液，将其等体积浸渍在1g商用碳纳米管上，静置0.5h，超声混合均匀0.5h，120℃下干燥8h烘干。按ZrO2的重量百分比为95％的比例将上述负载Pd的商用碳纳米管浸渍于25ml的Al(NO3)3水溶液中，超声混合均匀2h后，转移至高压反应釜中于250℃水热反应40h。离心得到样品，120℃下干燥12h烘干后，空气气氛下400℃焙烧20h，升温速率为5℃/min，制得甲烷催化燃烧催化剂。
催化剂性能验证试验
分别取200mg实施例1～5与对比例1～2所制得的催化剂，放置于管式固定床反应器中进行实验，反应气连续通过反应床，反应空速为30000ml·g-1·h-1，其中CH4:O2:N2＝1:20:79。在反应温度0～400℃内考察各催化剂在250℃、400℃以及400℃反应1000h时的甲烷转化率，结果如表1和图4所示。
表1实施例1～5与对比例1～2所制得的催化剂性能评价结果
由表1可知，本发明实施例1在250℃时甲烷转化率为25％，对比例1所制得的催化剂在250℃的甲烷转化率为8％，可见实施例1的所制得的催化剂对比对比例1的催化剂在低温段有更好的转化效果；对比例1的催化剂在400℃下反应1000h后的甲烷转化率低为43％，相比于实施例1所制得的具有中空多级结构的催化剂降低了52％。对比例2所制得的催化剂在250℃的甲烷转化率为4％，可见实施例1的所制得的催化剂对比对比例2的催化剂在低温段有更好的转化效果；对比例2的催化剂在400℃下反应1000h后的甲烷转化率低为9％，相比于实施例1所制得的具有中空多级结构的催化剂降低了86％。这是由于实施例1中的催化剂具有核-空腔-壳多级结构，有效增大了催化活性界面面积，加速反应物和生成物在催化剂表面的扩散速率，使其在低温段呈现优异的催化活性，高温段呈现较好的催化稳定性。由图4可知，在400℃下反应1000h后，实施例1的甲烷转化率没有发生明显变化，由99％缓慢降至95％。相反，对比例1和对比例2的甲烷转化率急剧减小，分别由92％降至43％，由43％降至9％。
由上述分析可知，本发明构造了具有中空多级结构的催化剂，通过增大催化剂的催化活性界面面积，来加快催化剂表面的热质传递过程，可以有效提高甲烷燃烧过程中催化剂的稳定性，大大提升了非均相催化反应中扩散控制过程的催化效果。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂，其特征在于：所述催化剂由钯核相和M壳相组成，所述钯核相与M壳相之间具有空腔；以催化剂的质量为100％计，钯核相的质量百分比为0.2％～5％，M壳相的质量百分比为95％～99.8％，所述M为ZrO2、Al2O3或CeO2中的一种。
2.根据权利要求1所述的用于低浓度甲烷燃烧的催化剂，其特征在于：所述M壳相的质量百分比为97％～99.8％。
3.一种如权利要求1或2所述的用于低浓度甲烷燃烧的催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将钯的前驱体溶液浸渍负载到碳纳米管上，对所得的样品进行干燥；
S2、将壳相M的前驱体溶液通过水热法沉积到步骤S1所得的样品上；
S3、对步骤S2所得的样品离心，然后干燥，在空气氛围中于400～1000℃的焙烧温度下焙烧2～24h，得到所述催化剂。
4.根据权利要求3所述的用于低浓度甲烷燃烧的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中钯的前驱体溶液为钯的硝酸盐水溶液、钯的氯化物水溶液或钯的醋酸盐水溶液中的一种。
5.根据权利要求3所述的用于低浓度甲烷燃烧的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的碳纳米管为外径为20～40μm、比表面积为200～300m2/g的商用碳纳米管。
6.根据权利要求3所述的用于低浓度甲烷燃烧的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中M壳相的前驱体溶液为M的硝酸盐的水溶液M的氯化物水溶液或M的醋酸盐的水溶液中的一种。
7.根据权利要求3所述的用于低浓度甲烷燃烧的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中水热法是在60～300℃的恒温条件下以水为溶剂于高压反应釜中反应6～48h。
8.根据权利要求7所述的用于低浓度甲烷燃烧的催化剂的制备方法，其特征在于：所述溶剂的体积为50～150ml。
9.根据权利要求3所述的用于低浓度甲烷燃烧的催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1和S3中的干燥是在60～150℃的空气氛围内恒温干燥6～24h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211467490.7A CN115845839A (zh) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211467490.7A CN115845839A (zh) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115845839A true CN115845839A (zh) | 2023-03-28 |
Family
ID=85664991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211467490.7A Pending CN115845839A (zh) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115845839A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104014339A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-09-03 | 中山大学惠州研究院 | 一种阳极氧化铝负载核壳型催化剂 |
| CN105457653A (zh) * | 2015-07-25 | 2016-04-06 | 中山大学 | 一种用于低浓度甲烷催化燃烧的表面强化型钯基催化剂及其制备方法 |
| CN106799229A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-06-06 | 南昌大学 | 一种核壳结构Pd‑Ce@SiO2催化剂及制备方法 |
| CN107774246A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-03-09 | 兰州大学 | 一种中空介孔硅纳米胶囊核内负载钯催化剂的制备方法及其应用 |
| CN108525669A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-09-14 | 贵州理工学院 | 一种高度分散二氧化硅纳米管负载镍催化剂及其制备方法 |
| US20180369787A1 (en) * | 2016-11-23 | 2018-12-27 | Qatar University | Palladium catalyst for oxidation of methane and method of preparation and use thereof |
| CN113385217A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-14 | 中山大学 | 一种用于低浓度甲烷催化燃烧的钯基核壳结构催化剂及其制备方法 |
-
2022
- 2022-11-22 CN CN202211467490.7A patent/CN115845839A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104014339A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-09-03 | 中山大学惠州研究院 | 一种阳极氧化铝负载核壳型催化剂 |
| CN105457653A (zh) * | 2015-07-25 | 2016-04-06 | 中山大学 | 一种用于低浓度甲烷催化燃烧的表面强化型钯基催化剂及其制备方法 |
| US20180369787A1 (en) * | 2016-11-23 | 2018-12-27 | Qatar University | Palladium catalyst for oxidation of methane and method of preparation and use thereof |
| CN106799229A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-06-06 | 南昌大学 | 一种核壳结构Pd‑Ce@SiO2催化剂及制备方法 |
| CN107774246A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-03-09 | 兰州大学 | 一种中空介孔硅纳米胶囊核内负载钯催化剂的制备方法及其应用 |
| CN108525669A (zh) * | 2018-05-04 | 2018-09-14 | 贵州理工学院 | 一种高度分散二氧化硅纳米管负载镍催化剂及其制备方法 |
| CN113385217A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-14 | 中山大学 | 一种用于低浓度甲烷催化燃烧的钯基核壳结构催化剂及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110075831B (zh) | 一种用于低浓度甲烷催化燃烧的铱负载型催化剂及其制备方法 | |
| WO2022089669A1 (zh) | 锶掺杂有序介孔锰酸镧负载贵金属钯的复合材料及其制备方法与在催化氧化甲苯中的应用 | |
| JP6670761B2 (ja) | 気体混合物を製造するための装置、触媒の使用方法、気体混合物を製造する方法及びアンモニアを選択的に除去するための方法 | |
| CN111974401A (zh) | 一种甲烷水蒸气重整制氢催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110075887B (zh) | 用于甲醇催化燃烧的钯负载催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN115445651A (zh) | 用于甲烷催化燃烧的纯硅分子筛负载钯催化剂及制备方法 | |
| CN111389405A (zh) | 一种预活化甲烷水蒸气制氢催化剂的方法 | |
| CN113648995A (zh) | 一种甲烷燃烧催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN111569904B (zh) | 一种空心球光催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN113198504A (zh) | 用于光催化分解水制氢的复合光催化剂及其制备和应用 | |
| CN113145122B (zh) | 一种复合金属氧化物催化剂及其制备方法和在催化氮氧化物直接分解中的应用 | |
| CN112871166A (zh) | 一种负载型催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN115845839A (zh) | 一种用于低浓度甲烷燃烧的催化剂及其制备方法 | |
| CN114713217B (zh) | 一种改性氧化铈载体及改性方法、钯铈催化剂及其制备方法和用途 | |
| CN110893343A (zh) | 一种三元氧化物非贵金属催化剂的制备方法 | |
| CN110560071A (zh) | 一种无载体二氧化碳加氢制甲醇空心球催化剂的制备方法 | |
| CN110329992A (zh) | 甲醇低温水汽重整制氢催化剂及其制备方法 | |
| WO2020010646A1 (zh) | 一种纳米二氧化钛复合颗粒及其制备方法 | |
| CN113952956B (zh) | 一种甲烷干重整催化剂的制备方法、甲烷干重整催化剂及其应用 | |
| CN114797857A (zh) | 一种纳米花状铜基材料及其制备方法和应用 | |
| CN110327934B (zh) | 多孔Cu-Ce-Ox固溶体催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN111375416B (zh) | 具有钙钛矿氧化物骨架的整体催化剂及其制造方法 | |
| CN115350708B (zh) | 复合型催化剂及其制备方法和用途 | |
| CN116273135B (zh) | 一种氮掺杂氧化物负载金属催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN113731471B (zh) | 一种Ni基催化剂及其的制备方法和应用 |
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 |