專利名稱：室溫催化氧化一氧化碳催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種化工技術(shù)領(lǐng)域的催化劑及其制備方法，具體是一種室溫 催化氧化一氧化碳催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
CO是典型的可燃、有毒化合物。化石燃料燃燒、化學(xué)工業(yè)以及機動車使用 造成大量co排放，現(xiàn)已成為嚴重的環(huán)境問題，引起了人們的普遍關(guān)注。目前， C0低溫氧化凈化是環(huán)保過程和工業(yè)生產(chǎn)的重要研究課題，如內(nèi)封閉式C02激光器 中氣體純化、煙草降害、汽車尾氣、CO氣體傳感器、防毒面具、密閉體系(如
飛機、潛艇、航天器等)中微量co的消除等。對于co低溫催化氧化催化劑，國
內(nèi)外均有大量的研究，主要可以分為兩類 一類為貴金屬催化劑，主要由Pt、
Pd、 Au等與各種載體構(gòu)成的系列產(chǎn)品；另一類為非貴金屬催化劑，主要采用具 有催化氧化還原特性的過渡金屬、稀土金屬的復(fù)合氧化物或混合物。在C0和02 的反應(yīng)中，貴金屬以其良好的CO、 (X,吸附和活化性能被認為是催化CO完全氧化 的首選催化劑。C0在貴金屬催化劑上的氧化反應(yīng)主要依據(jù)Langmuir Hinshelwood機制、即反應(yīng)在表面吸附0原子與C0分子之間進行。與單一貴金 屬催化劑相比，負載型貴金屬催化劑可使C0氧化反應(yīng)在相對較低的溫度下進行， 這種增強效應(yīng)主要與CO和02在金屬表面活化并溢流至載體有關(guān)，因此目前貴金 屬催化劑體系主要以負載型為主。諸如王永釗，趙永祥等，在《環(huán)境污染治理技 術(shù)與設(shè)備》(2003， 4 (8): 8 12)上記載CO在負載型貴金屬催化劑上的催化 性能主要受貴金屬前驅(qū)體、制備方法、預(yù)處理條件、載體、助劑等條件影響。之 后有Monteiro等(Monteiro R S, Dieguez L C, et al. ， Catal. Today, 2001， 65: 77 89)用PdCL、 Pd(acac)2、 Pd(N03)2作為貴金屬前驅(qū)體，分別考察了他
們在Al203載體上的一氧化碳催化氧化活性，發(fā)現(xiàn)以PdCl2為前驅(qū)體時活性最高； Chen等(Chen Y， Yeh C， J. Catal. , 2001, 200:59 68)在研究Au/Ti02催化 劑時發(fā)現(xiàn)，用化學(xué)氣相沉積法(CVD)制備的催化劑比傳統(tǒng)的沉積 沉淀法所制
3備的催化劑活性高，但以Al203表面預(yù)堿化為特征的改進的沉積 沉淀法所制的 Au/Al2(U崔化劑比化學(xué)氣相沉積法制得的催化劑活性高。以及王桂英，張文祥等， 在《化學(xué)學(xué)報》(2000， 58 (12): 1557 1562)上公開了利用共沉淀法制備了 Au/Me(U崔化劑(Me=Al、 Co、 Cr、 Cu、 Fe、 Mn、 Ni、 Zn)，在25°C和相對濕度為 80%的條件下，系統(tǒng)考察了金屬氧化物載體種類對金催化劑上CO氧化性能的影 響，發(fā)現(xiàn)不同的載體對催化劑的催化活性有較大的影響。因此開發(fā)性能優(yōu)越的 CO低溫催化氧化催化劑，需要綜合考慮上述影響條件。
經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，專利申請?zhí)?9115512.2，公開號CN1282624A 的發(fā)明專利申請，記載了一種"一氧化碳氧化荊的制備方法"以硫銨酸鈀為主 要活性成分的氧化劑，可在常溫常壓下將氣體中一氧化碳快速完全地氧化為二氧 化碳。該氧化劑可應(yīng)用于氮氣、氬氣、氦氣、氧氣、二氧化碳等氣體中的一氧化 碳凈化以及微量一氧化碳的分析測試。當一氧化碳含量小于1%時，氧化效率可 高達99%。但現(xiàn)有一氧化碳常溫催化氧化催化劑均存在制備工藝較復(fù)雜、對水 氣敏感易失活、壽命短、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對CO催化凈化適用濃度范圍窄等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種室溫催化氧化一氧化碳催化 劑及其制備方法，具有活性高、穩(wěn)定性好、抗?jié)裥詮?、制備工藝簡單、可再生?再生方法簡單等特點
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
本發(fā)明涉及的室溫催化氧化一氧化碳催化劑的組分及其質(zhì)量百分比為0.5 % 1.0 %的PdCl2和99.5 % 99.0 %的y A1203 。
本發(fā)明涉及室溫催化氧化一氧化碳催化劑的制備方法，包括以下步驟
第一步、將PdCL溶液滴加入HCl溶液中，并用去離子水將混合溶液稀釋至 0. 5mL，配制成浸漬液；
所述的PdCl2溶液的濃度為0. 423mol/L，其用量為0. 0333mL 0. 0667mL;
所述的HC1溶液的濃度為0. 085mol/L;
第二步、將Y A1A載體浸入浸漬液中，并使載體和浸漬液混合均勻，在10 80°C條件下浸漬2小時，制成混合浸漬液； 所述的Y Al203載體的用量為0. 5克，
4所述的Y Al203載體是指研磨至20 40目的顆粒狀Y Al203粉末；
第三步、隨后將混合浸漬液在120。C環(huán)境下下烘干2小時，制成室溫催化氧 化一氧化碳催化劑。
與現(xiàn)有的其他常溫一氧化碳催化劑相比，該方法制備的催化劑活性大于98%、 在飽和蒸氣壓下連續(xù)反應(yīng)15小時，轉(zhuǎn)化率高達77.7%，同時可再生且再生方法 簡單有效。


圖l為實施例性能比較圖。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下 進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限 于下述的實施例。
實施例1
1) 量取0. 0333mL濃度為0. 423mol/L的PdCl2稀HC1水溶液，并用去離子水 稀釋到0. 5mL配制成浸漬液；
2) 將0.5克20 30目的Y A1A載體浸入上述配好的浸漬液中，并使載體 和浸漬液混合均勻，在45。C條件下浸漬2小時，制成混合浸漬液；
3) 將混合浸漬液在120°C下烘干2小時，制成室溫催化氧化一氧化碳催化 劑，該催化劑中PdCl2含量為0. 5%(wt)。
將所制的催化劑按照前述試驗條件進行催化性能評價，催化劑對微量一氧化 碳的轉(zhuǎn)化率為98. 4%。 實施例2
1) 量取0. 0667mL濃度為0. 423mol/L的PdCl2稀HC1水溶液，并用去離子水 稀釋到0. 5mL配制成浸漬液；
2) 將0. 5克20 30目的Y A1A載體浸入上述配好的浸漬液中，并使載體 和浸漬液混合均勻，在10。C條件下浸漬2小時，制成混合浸漬液；
3) 將混合浸漬液在120。C下烘干2小時，制成室溫催化氧化一氧化碳催化 劑，該催化劑中PdCl2含量為1. 0%(wt)。
將所制的催化劑按照前述試驗條件進行催化性能評價，催化劑對微量一氧化
5碳的轉(zhuǎn)化率為99. 7%。 實施例3
1) 量取0. 0333mL濃度為0. 423mol/L的PdCl2稀HC1水溶液，并用無水乙醇 稀釋到O. 5mL配制成浸漬液；
2) 將0. 5克20 30目的Y Al203載體浸入上述配好的浸漬液中，并使載體 和浸漬液混合均勻，在80。C條件下浸漬2小時，制成混合浸漬液；
3) 將混合浸漬液在120°C下烘干2小時，制成室溫催化氧化一氧化碳催化 劑，該催化劑中PdCl2含量為0. 5%(wt)。
將所制的催化劑按照前述試驗條件進行催化性能評價，催化劑對微量一氧化 碳的轉(zhuǎn)化率為99. 8%。 實施例4
1) 量取0. 0667mL濃度為0. 423mol/L的PdCl2稀HC1水溶液，并用無水乙醇 稀釋到O. 5mL配制成浸漬液；
2) 然后將0. 5克30目的Y A1A載體浸入上述配好的浸漬液中，并使載體 和浸漬液混合均勻，在45。C條件下浸漬2小時，制成混合浸漬液；
3) 將混合浸漬液在120。C下烘干2小時，制成室溫催化氧化一氧化碳催化 劑，該催化劑中PdCl2含量為1. 0%(wt)。
將所制的催化劑按照前述試驗條件進行催化性能評價，催化劑對微量一氧化 碳的轉(zhuǎn)化率為99. 8%。 實施例5
1) 量取0. 0667mL濃度為0. 423mol/L的PdCl2稀HC1水溶液，并用異丙醇稀 釋到0. 5raL配制成浸漬液；
2) 將0. 5克20 30目的Y A1A載體浸入上述配好的浸漬液中，并使載體 和浸漬液混合均勻，在10。C條件下浸漬2小時，制成混合浸漬液；
3) 將混合浸漬液在120°C下烘干2小時，制成室溫催化氧化一氧化碳催化 劑，該催化劑中PdCL含量為1. 0%(wt)。
將所制的催化劑按照前述試驗條件進行催化性能評價，催化劑對微量一氧化 碳的轉(zhuǎn)化率為99. 8% 實施例6
61) 量取0. 0667mL濃度為0. 423mol/L的PdCL稀HC1水溶液，并用丙酮稀釋 到0. 5mL配制成浸漬液；
2) 將0. 5克20 30目的y Al203載體浸入上述配好的浸漬液中，并使載體 和浸漬液混合均勻，在80。C條件下浸漬2小時，制成混合浸漬液；
3) 將混合浸漬液在120。C下烘干2小時，制成室溫催化氧化一氧化碳催化 劑，該催化劑中PdCl2含量為1. 0%(wt)。
將所制的催化劑按照前述試驗條件進行催化性能評價，催化劑對微量一氧化 碳的轉(zhuǎn)化率為99.8%。 實施例7
1) 量取0. 0333mL濃度為0. 423mol/L的PdCl2稀HC1水溶液，并用去離子水 稀釋到0. 5raL配制成浸漬液；
2) 將0. 5克20 30目的多孔Si02載體浸入上述配好的浸漬液中，并使載體 和浸漬液混合均勻，在45。C條件下浸漬2小時，制成混合浸漬液；
3) 將混合浸漬液在120°C下烘干2小時，制成室溫催化氧化一氧化碳催化 劑，該催化劑中PdCl2含量為0. 5%(wt)。
將所制的催化劑按照前述試驗條件進行催化性能評價，催化劑對微量一氧化 碳的轉(zhuǎn)化率為70. 6%。 實施例8
1) 量取0. 0667mL濃度為0. 423mol/L的PdCl:，稀HC1水溶液，并用去離子水 稀釋到O. 5mL配制成浸漬液；
2) 將0.5克20 30目的多孔Si02載體浸入上述配好的浸漬液中，并使載體 和浸漬液混合均勻，在10。C條件下浸漬2小時，制成混合浸漬液；
3) 將混合浸漬液在120。C下烘干2小時，制成室溫催化氧化一氧化碳催化 劑，該催化劑中PdCl2含量為1. 0%(wt)。
將所制的催化劑按照前述試驗條件進行催化性能評價，催化劑對微量一氧化 碳的轉(zhuǎn)化率為78. 8%。
實施例9 '
1)量取0. 0333mL濃度為0. 423mol/L的PdCl2稀HC1水溶液，并用無水乙醇 稀釋到0. 5mL配制成浸漬液；
72) 將0.5克20 30目的多孔Si02載體浸入上述配好的浸漬液中，并使載體 和浸漬液混合均勻，在80。C條件下浸漬2小時，制成混合浸漬液；
3) 將混合浸漬液在120°C下烘干2小時，制成室溫催化氧化一氧化碳催化 劑，該催化劑中PdCl2含量為0. 5%(wt)。
將所制的催化劑按照前述試驗條件進行催化性能評價，催化劑對微量一氧化 碳的轉(zhuǎn)化率為76. 8%。 實施例10
1) 量取0. 0667mL濃度為0. 423mol/L的PdCl2稀HC1水溶液，并用無水乙醇 稀釋到0. 5mL配制成浸漬液；
2) 將0. 5克20 30目的多孔Si02載體浸入上述配好的浸漬液中，并使載體 和浸漬液混合均勻，在45。C條件下浸漬2小時，制成混合浸漬液；
3) 將混合浸漬液在120°C下烘干2小時，制成室溫催化氧化一氧化碳催化 劑，該催化劑中PdCl2含量為1. 0%Ort)。
將所制的催化劑按照前述試驗條件進行催化性能評價，催化劑對微量一氧化 碳的轉(zhuǎn)化率為83. 5%。 實施例性能比較
對實施例2和實施例4中制備所得的一氧化碳催化劑進行水汽穩(wěn)定性考察， 該考察評價在U型玻璃管反應(yīng)器中進行，催化劑用量0. 5mL，粒度20 40目， 原料氣組成為CO含量為20 2000ppm，其余為空氣。反應(yīng)溫度30。C，壓力0. lMPa， 相對濕度40 100%，反應(yīng)氣體積空速(GHSV)為12000h 1。
如圖1所述，將水汽條件下反應(yīng)后部分失活的催化劑在120熱處理2小時， 進行催化劑再生。對再生后的催化劑重新進行CO催化活性評價，評價結(jié)果如下 實施例2催化劑和實施例4催化劑CO轉(zhuǎn)化率分別為62. 9%和99. 6%。
權(quán)利要求
1、一種室溫催化氧化一氧化碳催化劑，其特征在于，所述的催化劑的組分及其質(zhì)量百分比為0.5％～1.0％的PdCl2和99.5％～99.0的％γ～Al2O3。
2、 一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的室溫催化氧化一氧化碳催化劑的制備方法， 其特征在于，包括以下步驟-第一步、將PdCl2溶液滴加入HCl溶液中，并用去離子水將混合溶液稀釋至 0. 5mL，配制成浸漬液；第二步、將Y A1A載體浸入浸漬液中，并使載體和浸漬液混合均勻，在10 80。C條件下浸漬2小時，制成混合浸漬液；第三步、隨后將混合浸漬液在120。C環(huán)境下下烘干2小時，制成室溫催化氧 化一氧化碳催化劑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的室溫催化氧化一氧化碳催化劑的制備方法，其特 征是，所述的PdCl2溶液的濃度為0. 423mol/L，其用量為0. 0333mL 0. 0667mL。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的室溫催化氧化一氧化碳催化劑的制備方法，其特 征是，所述的HC1溶液的濃度為0. 085mol/L。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的室溫催化氧化一氧化碳催化劑的制備方法，其特 征是，所述的Y Al203載體的用量為0.5克。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的室溫催化氧化一氧化碳催化劑的制備方法， 其特征是，所述的Y Al203載體是指研磨至20 40目的顆粒狀Y A1A粉末。
全文摘要
一種催化劑技術(shù)領(lǐng)域的室溫催化氧化一氧化碳催化劑及其制備方法，其組分及其質(zhì)量百分比為0.5％～1.0％的PdCl₂和99.5％～99.0％的γ～Al₂O₃，該催化劑的制備方法包括配制浸漬液，配置混合浸漬液以及烘干處理。與現(xiàn)有的其他常溫一氧化碳催化劑相比，該方法制備的催化劑活性大于98％、在飽和蒸氣壓下連續(xù)反應(yīng)15小時，轉(zhuǎn)化率高達77.7％，同時可再生且再生方法簡單有效。
文檔編號B01J37/02GK101579635SQ20091005329
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者何丹農(nóng), 洋 劉, 潔 周, 煒 姚, 張豪杰, 王燕剛 申請人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司