[发明专利]一种脱除微量气体杂质的铜基催化剂、其制备方法及其应用

权利要求书

1.一种脱除微量气体杂质的铜基催化剂，其特征在于，该催化剂由第一组分CuO、第二组分M的氧化物以及碳纳米管组成；

其中，CuO的重量含量为0.1wt％～99.9wt％；

第二组分M选自Zn、Zr、Mn、Ce、Fe、Co、Ag、Pd中的一种或几种，M的氧化物的重量含量为0.01wt％～94.9wt％；

碳纳米管的重量含量为0.01wt％～5wt％；

所述的重量含量以催化剂总重为基准。

2.如权利要求1所述的脱除气体杂质的铜基催化剂，其特征在于，该催化剂中CuO的重量含量为30wt％～80wt％，M的氧化物的重量含量为19.5wt％～69.9wt％，碳纳米管的重量含量为0.1wt％～1wt％。

3.如权利要求1所述的脱除气体杂质的铜基催化剂，其特征在于，所述的碳纳米管为多壁碳纳米管，其外管径为5～100nm，内管径为1～10nm。

4.如权利要求1所述的脱除气体杂质的铜基催化剂，其特征在于，所述催化剂的比表面为1～300m²/g，优选为5～200m²/g。

5.如权利要求1所述的脱除气体杂质的铜基催化剂，其特征在于，所述催化剂中CuO晶粒为1～30nm，优选3～30nm，更优选为3～20nm。

6.如权利要求1-5之一所述的铜基催化剂的制备方法，其特征在于，所述的催化剂采用共沉淀方法制备，包括以下步骤：

(1)溶液制备：制备铜盐和M盐的混合溶液，制备碱溶液；

(2)共沉淀：采用反加法共沉淀或并流法共沉淀得到催化剂前驱体；

所述的反加法共沉淀是将盐溶液滴定加入碱溶液，使得反应体系的pH值最终为5.0～12.0，沉淀温度为20～90℃；

所述的并流法共沉淀是将盐溶液和碱溶液同时加入容器中，反应体系的pH值控制在5.0～11.0，沉淀温度为20～90℃；

(3)老化：将步骤(2)得到的催化剂前驱体在20～90℃下老化10～120分钟，过滤得到沉淀物；

(4)洗涤：洗涤步骤(3)得到的沉淀物，洗涤温度10～90℃；

(5)干燥：将步骤(4)得到的物料在60～120℃下干燥1～48小时；

(6)造粒：将步骤(5)得到的物料碾压0.5～12小时；

(7)焙烧：将步骤(6)得到的物料在200～800℃下焙烧1～12小时，得到颗粒；

(8)成型：将步骤(7)得到的颗粒与粘合剂混合均匀，压片成型；

碳纳米管可以在步骤(1)至步骤(8)的任意一步中或几步中加入，步骤(7)除外。

7.权利要求1-5之一所述的催化剂脱除气体杂质的方法，其特征在于，在温度为20～240℃，压力为0.1～6MP下，使含微量的H₂、CO、CH₃OH的物料与权利要求1-5之一所述的催化剂相接触脱除物料中的H₂、CO、CH₃OH；所述的物料为CO₂、C₂H₄、C₃H₆、N₂、空气、惰性气体、CH₄、天然气或煤层气，所述物料中H₂、CO、O₂和CH₃OH的含量为0.01vol％～5vol％，优选0.01vol％～3vol％，更优选0.01vol％～1vol％。

8.权利要求1-5之一所述的催化剂的再生方法，包括将活性降低或失活的催化剂在120～600℃的再生温度下，在再生气体中进行再生，其中所述的再生气体为氧气或空气或其他含有氧气的混合气体。