專利名稱：一種鈀/氧化錳脫氧劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種鈀/氧化錳脫氧劑，它具有較強(qiáng)的脫氧效能，并可適用多種氣體脫氧，制超純氣體時(shí)使用。
目前國內(nèi)外普遍采用的氣體凈化脫氧劑主要包括兩類1)催化反應(yīng)脫氧，通常在有氫氣存在下，使氣體中殘氧與氫在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)生成水而除去。這類催化劑大多采用含貴金屬Pt、Pd等元素作為活性組份，如Pd/Al2O3，Pd/分子篩;Pd/碳纖維或Pt-Pd/氧化鈦等。2)化學(xué)反應(yīng)脫氧，一般在無氫氣存在下，氣體中殘氧與脫氧劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將O2吸收或燃燒消耗掉。這種辦法常采用變價(jià)氧化物作為脫氧劑，如氧化錳(MnOx)，氧化銀(Ag2O)，氧化銅，氧化鎳(NiOx)等及活性炭。但采用催化反應(yīng)脫氧法，所用催化劑往往需要活化和再生，凈化后的氣體中殘氧量仍在0.5～10PPm。而利用化學(xué)反應(yīng)脫氧法，脫氧劑的脫氧量有限，使用后的脫氧劑再生較難。采用載鈀活性炭作為脫氧劑，雖然脫氧量較大，但屬于消耗型，一旦脫氧劑耗盡將失去作用，且脫氧反應(yīng)應(yīng)在較高溫度下使用。同時(shí)反應(yīng)后產(chǎn)生新的雜質(zhì)CO2和CO。
本發(fā)明的目的在于提供一種具有較強(qiáng)脫氧效能，抗毒性好，并且使用范圍廣的，特別是在工業(yè)中適用的鈀/氧化錳脫氧劑。這種脫氧劑具有催化反應(yīng)脫氧和化學(xué)反應(yīng)脫氧兩種功能。能適應(yīng)多種氣體脫氧凈化使用，其脫氧深度大，使用方便，壽命長。
本發(fā)明的含貴金屬鈀/氧化物脫氧劑，其金屬鈀為催化活性組份，而載體氧化物選用變價(jià)氧化物用于消耗氣體中的殘氧，其特征在于氧化物選用錳的氧化物，且為增加其活性及強(qiáng)度在錳的氧化物中加入活性促進(jìn)劑及增強(qiáng)劑Al2O3，CaO和SiO2及水泥。其中，金屬鈀的含量(對脫氧劑Wt%以下含量同)為0.1～2%，MnOx為60～90%，氧化鋁為0～20%，氧化硅為0～20%，氧化鈣為1～10%，水泥5～30%。在上述錳的氧化物氧化錳中最好采用二氧化錳為變介氧化物。本發(fā)明脫氧劑的制備過程采用下述步驟1、將按比例稱取的錳的氧化物及活性促進(jìn)劑及增強(qiáng)劑Al2O3，CaO，SiO2和水泥充分粉碎混合均勻后成型;
2、成型后載體進(jìn)行干燥和焙燒以增加其機(jī)械強(qiáng)度;
3、用含鈀溶液浸漬載體，將活性組分鈀載到載體上，再利用還原劑使鈀還原成單質(zhì)，制得脫氧劑。
具體地說，在粉碎混合過程中為使原料充分均勻混合，最好將原料粉碎至300目以上;混均后的原料制成載體小球，于120～150℃下干燥，再于300～400℃下焙燒，通常浸漬液可利用PdCl2水溶液，將載體小球放入，進(jìn)行浸漬擔(dān)載活性組分鈀;作為還原劑可選用常用還原劑氫氣，但最好采用水合肼于常溫下進(jìn)行還原，待反應(yīng)后濾去母液用去離子水洗滌至無氯離子，烘干制得成品脫氧劑。下面通過實(shí)例對本發(fā)明的技術(shù)給予進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
實(shí)例1 脫氧劑的制備取MnO2900克，Al2O3，CaO各5克，SiO25克水泥85克，充分粉碎混合攪抖均勻。用糖衣機(jī)將上原料加工成小球，粒度在8～10目，于120～150℃烘干后300～400℃下焙燒2小時(shí)。取濃度為0.5%的PdCl2水溶液360ml，置于燒杯中，將上述載體小球放入溶液中，浸漬放置0.5小時(shí)，再加入0.5%水合肼800ml，抖攪均勻，放置5小時(shí)。將上層液體濾去，用去離子水洗載體小球至無Cl-，并于120～150℃烘干制得脫氧劑。
實(shí)例2 脫氧劑用于普氫氣中脫除氧采用實(shí)例1所制備的脫氧劑用于普氫氣體的脫氧，脫氧在室溫(25℃)下進(jìn)行，脫氧劑的粒度為20～30目，脫氧劑放入反應(yīng)管內(nèi)，其放置脫氧劑床層高與反應(yīng)管直徑比L/φ，原料氣中氧含量，脫氧時(shí)原料氣空速及脫氧后原料氣中殘氧量等條件和結(jié)果列于表1。
表1 普氫氣的脫氧實(shí)驗(yàn)
上述實(shí)驗(yàn)脫氧劑使用時(shí)不需活化，使用中不需再生，其抗燒結(jié)溫度可達(dá)450℃。
實(shí)例3 脫氧劑用于氮?dú)饧託涿撗趵脤?shí)例1所制脫氧劑及實(shí)例2反應(yīng)條件，脫氧劑高徑比L/φ≥3，使用溫度室溫～450℃，空速≤80000hr-1，加入H2的量可以小至等于H2與O2反應(yīng)所需化學(xué)計(jì)量比2∶1。脫氧后其原料氣中殘氧量小于0.04～0.006PPm。
實(shí)例4 脫氧劑用于氮?dú)饷撗趵脤?shí)例1所制脫氧劑使用前用含H23～6%的N2氣再生，空速100～200hr-1。于140℃下活化再生24小時(shí)備用。其它反應(yīng)條件為脫氧溫度70～120℃，原料氮?dú)庵醒鯘舛取?00PPm，脫氧空速為5000hr-1，脫氧劑床層高徑比L/φ≥3。脫氧反應(yīng)后，氮?dú)庵袣堁酢?.01PPm，脫氧容量≥8ml/g脫氧劑。
由上述實(shí)例，使用本發(fā)明提供的脫氧劑，可同時(shí)起催化反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)脫氧作用，其應(yīng)用范圍和適應(yīng)性寬。該脫氧劑活性高，在較低溫度條件下可使原料氣深度脫氧，單位時(shí)間處理量大。同時(shí)，抗水、抗毒性能好，不但脫氧劑的使用壽命長，且使用方便。此外，這種脫氧劑與已知脫氧劑比較，其制備方法簡單、成本低，適于在工業(yè)中應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種含貴金屬鈀的氧化物脫氧劑，其特征在于載體氧化物選用錳的氧化物，且為增加其活性和強(qiáng)度加入活性促進(jìn)劑及增強(qiáng)劑Al2O3，CaO和SlO2及水泥，其中各組分的含量(重量%)為Pd∶0.1～2%；MnOx∶60～90%；Al2O3∶0～20%，SlO2∶0～20%；CaO∶1～10%，水泥5～30%；脫氧劑的制備采用下述步驟1)、將載體原料充分粉碎混合均勻后成型；2)、成型后載體進(jìn)行干燥和焙燒；3)、用含鈀溶液浸漬載體；再利用還原劑使鈀還原成單質(zhì)制得脫氧劑。
2.按照權(quán)利要求1所述脫氧劑，其特征在于載體氧化物氧化錳最好采用二氧化錳。
3.按照權(quán)利要求1所述脫氧劑的制備方法，其特征在于載體浸漬鈀后可采用水合肼于常溫下進(jìn)行還原。
全文摘要
一種鈀/氧化錳脫氧劑，其載體錳的氧化物中添加活性促進(jìn)劑及增強(qiáng)劑Al
文檔編號B01D53/00GK1070128SQ9110623
公開日1993年3月24日 申請日期1991年9月6日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月6日
發(fā)明者張俊香, 李景芝, 梁艷萍, 唐學(xué)淵, 陳怡萱 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所