[发明专利]铜铈复合氧化物催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合氧化物催化剂的制备方法，更具体的说是涉及一种CuO/CeO₂复合氧化物催化剂的制备方法。

背景技术

CuO/CeO₂催化剂广泛用于一氧化碳的低温氧化和选择氧化、醇类水蒸气重整制氢、氧化氮的催化还原、水汽变换反应、过氧化氢分解、甲烷催化燃烧和苯酚湿氧化等反应。CuO/CeO₂催化剂的反应性能不仅与其组成有关，而且还与催化剂的制备方法密切相关。目前，制备CuO/CeO₂催化剂的方法最主要有两种，即浸渍法、共沉淀法。

浸渍法制备铜铈复合氧化物催化剂分两步进行，首先制得氧化铈载体，然后将活性组分铜浸渍在氧化铈载体的表面，通过干燥和高温焙烧制得铜铈复合氧化物催化剂。如题为“CuO/CeO₂催化剂的制备及在CO氧化反应中的应用”的中国专利CN 1554480A(2004)披露了采用浸渍法将活性组分铜负载在氧化铈载体上而成的铜铈复合氧化物催化剂。它的具体制法为先采用溶胶-凝胶法制备氧化铈载体，然后将所制备的氧化铈载体加入到硝酸铜溶液中，加热浓缩溶剂，随后80℃下干燥，最后在300-700℃下焙烧2-8小时即制得铜铈复合氧化物催化剂。该催化剂用于一氧化碳的低温氧化反应，一氧化碳完全转化的温度在140℃以上。由此可见，上述催化剂制备过程复杂，而且催化活性较低。

共沉淀法制备铜铈复合氧化物催化剂是在含铜和铈金属离子的混合溶液中加入沉淀剂使之同时沉淀，然后经过滤、洗涤、干燥和高温焙烧得到催化剂。“化学通报，1998，(5)：50”报道了以氢氧化钠为沉淀剂制备CuO/CeO₂催化剂，用于CO氧化反应当转化率为95％时的温度为85℃。由此可见，共沉淀法制备CuO/CeO₂催化剂虽然具有较高的活性，但也存在明显的缺点，即为了消除Na对催化剂性能的影响，需多次重复洗涤、抽滤等过程，工时较长。

由此可见，现有的制备CuO/CeO₂复合氧化物催化剂方法都存在明显的缺点，例如制备过程繁琐、耗时较长和/或所制备的催化剂用于CO低温氧化反应活性不令人满意。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术制备铜铈复合氧化物催化剂过程繁琐、耗时长，催化剂用于CO低温氧化反应活性不高的缺点，提供一种制备过程简单的柠檬酸络合法铜铈复合氧化物催化剂制备方法。

本发明技术方案：一种铜铈复合氧化物催化剂的制备方法，包括下列步骤：

a.将铜盐和铈盐加入到无水醇溶剂中，其中所述铜盐和铈盐选自可溶性的硝酸盐、醋酸盐或碳酸盐其中之一，铜的含量以摩尔百分数计为2-40％，铈的含量以摩尔百分数计为60-98％，所述无水醇溶剂选自乙醇、正丙醇、异丙醇其中之一或一种以上的混合物；

b.将柠檬酸加入到上述混合溶液中，搅拌使其完全溶解，然后于50～150℃温度下加热并连续搅拌直至产生溶胶，加入柠檬酸的摩尔量为铜铈摩尔总量的0.5-5倍；

c.将上述溶胶在80～200℃温度下加热，溶胶迅速发泡，形成蓬松多孔的凝胶，将凝胶干燥2～8小时后置于马弗炉中在300-900℃温度下焙烧2～8小时，制得所述的铜铈复合氧化物催化剂。

步骤b中加入的柠檬酸的摩尔量为铜铈摩尔总量的0.8-2倍。

步骤c中凝胶干燥后置于马弗炉中在450-750℃温度下焙烧。

本发明的有益效果：本发明方法制备的CuO/CeO₂催化剂其核心原理是采用改进的柠檬酸络合法制备CuO/CeO₂催化剂，即在制备前驱体时以无水醇代替水为溶剂，因此制备过程简单且用于CO氧化反应具有较高的催化活性，克服了现有技术制备CuO/CeO₂催化剂过程繁琐、耗时长和制备条件难以掌握或用于CO氧化反应催化活性较差的缺点。

具体实施方式

下面通过制备实施例和比较实施例对本发明进一步详细描述，一种铜铈复合氧化物催化剂的制备方法，包括下列步骤：

a.将铜盐和铈盐加入到无水醇溶剂中，其中所述铜盐和铈盐选自可溶性的硝酸盐、醋酸盐或碳酸盐其中之一，铜的含量以摩尔百分数计为2-40％，铈的含量以摩尔百分数计为60-98％，所述无水醇溶剂选自乙醇、正丙醇、异丙醇其中之一或一种以上的混合物；