[发明专利]一种CeO2－CoOx复合氧化物载体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种催化剂载体，具体涉及一种CeO₂-CoO_x复合氧化物载体及其制备方法。

背景技术

复合氧化物的制备一般分为物理法和化学法，其中溶胶凝胶法是化学液相法中较为常见的方法之一，该法具有化学计量准确、容易添加有效成分、制备粉末颗粒细小、工业化成本低等优点。但采用溶胶凝胶法制备CeO₂-CoO_x复合氧化物却未见报道，文献中有关CeO₂-CoO_x复合氧化物的制备多集中在沉淀法和浸渍法中。专利CN 1817788A公开了一种采用共沉淀法制备的Co₃O₄质量含量为2-96％的Co₃O₄-CeO₂复合氧化物作为催化剂，用于富氢气体中CO的优先氧化，在反应气组成为：1vol％ CO，1vol％ O₂，50vol％ H₂和48vol％ N₂，在反应温度120-200℃范围内，有较好的催化性能，如80％ Co₃O₄-CeO₂催化剂在150℃时，CO转化率达到100％，选择性为50％。但在质子交换膜燃料电池的工作温度80-120℃范围内，CO转化率较低，如在100℃时，CO转化率仅为78.1％。2003年，荷兰《应用催化》A辑(251，143-156(2003))报道了M.Kang等人用共沉淀方法制得Co₃O₄的负载量为5％、10％、15％和20％的CoO_x-CeO₂复合氧化物作为催化剂用于CO氧化反应。2006年，《应用催化》A辑报道了C.-W.Tang等采用浸渍法制备的CeO₂-Co₃O₄复合氧化物作为催化剂用于CO氧化反应(309，37-43(2006))。但该复合氧化物中出现了金属钴颗粒，晶相不均匀。

以上有关共沉淀方法制备的CeO₂-CoO_x复合氧化物，无论是用于CO优先氧化还是CO氧化反应，其最佳反应温度较高，这就限制了它在实际应用中的推广，因此CeO₂-CoO_x复合氧化物作为催化剂还有待于改进。另外还可以考虑将其作为载体，负载其它活性组分以后，作为CO氧化或优先氧化反应的催化剂。而采用浸渍法制备CeO₂-CoO_x复合氧化物，容易造成产物的颗粒和组分分布不均匀。

发明内容

本发明的目的是提供一种颗粒和组分分布均匀的CeO₂-CoO_x复合氧化物载体及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的，以钴和铈的可溶性无机盐为原料，以无水乙醇为溶剂，以氢氧化钠为沉淀剂，采用溶胶凝胶法得到粒径可控的、物相均匀的、CeO₂-CoO_x复合氧化物载体。

本发明的CeO₂-CoO_x复合氧化物为：

Ce与Co的摩尔比为Ce：Co＝0.1-0.6:1，晶粒大小：1-50nm，比表面积：50-180m²g^-1。

本发明所提供的CeO₂-CoO_x复合氧化物的制备方法为溶胶凝胶法，具体通过以下步骤实现：

分别将钴和铈的无机盐溶解于无水乙醇中，醇溶液中钴的含量为20-300克/升，铈的含量为20-210克/升，室温，强烈搅拌下，将钴盐、铈盐醇溶液按铈钴摩尔比为0.1-0.6:1进行混合均匀，采用正滴、反滴的加料方式加入到浓度为0.1-1.5M氢氧化钠溶液中，使pH值为9-13，或将钴盐、铈盐醇溶液按铈钴摩尔比为0.1-0.6:1，采用并流的加料方式加入到蒸馏水中，用浓度为0.1-1.5M氢氧化钠溶液调至pH值为9-13，pH值调节后继续搅拌30-60分钟，静置老化3-24小时，抽滤，用蒸馏水洗涤，得水凝胶，用无水乙醇置换凝胶中的水，抽滤，得醇凝胶，将醇凝胶在100-120℃下烘干，然后在300-600℃焙烧3-5小时，即得CeO₂-CoO_x复合氧化物载体。