[发明专利]一种耐盐雾、耐湿、低温消除一氧化碳的催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种化工技术领域的催化剂及其制备方法，具体的说是涉及一种耐盐雾、耐湿、低温消除一氧化碳的催化剂。

背景技术

随着我国经济建设的迅速发展，化工燃料燃烧，化学工业以及机动车使用会产生浓烟、高浓度CO气体及其他有害气体，对人员造成极大的伤害，另外CO是煤矿事故现场人员中毒致死的主要有害成分。因此，制备优良的CO氧化催化剂以应对复杂的环境因素势在必行。另外，常温常湿条件下的CO催化氧化剂在封闭内循环式CO激光器、CO气体探测器、室内空气净化以及密闭空间微量CO的消除等方面都显示出了广阔的应用前景。目前：主要应用的催化剂有过渡金属(铜、锰)催化剂以及贵金属催化剂：如已经商品化的催化剂霍加拉特剂，即属于铜、锰、镁等氧化物的混合物作为活性组分，该催化剂成本较低；但抗湿性能差是致命缺点，吸湿后即失活；贵金属催化剂应用较多的主要有铂钯催化剂和金催化剂，采用的载体有无机氧化物载体和活性炭载体。金催化剂对CO低温氧化具有很高的催化性能，但在实验中发现，金催化剂的性能随载体、制备方法、活化处理、金颗粒大小等的不同会出现较大差异，而且气氛中水汽的存在对金催化剂的性能影响也很大，性能不够稳定。铂钯催化剂的CO催化氧化已形成稳定的生产工艺，由于其具有金属粒径小、分散度高、活性表面积大等优点，在工业上得到广泛应用。虽然铂钯催化剂具有活性高，耐湿性能好，寿命长的优点，但是，成本昂贵，且抗中毒性能差，高温稳定性不够理想。而本身催化剂的使用环境复杂，如沿海城市，舰船，潜艇等盐雾现象严重，普通催化剂耐盐雾、耐湿性能差。因此，有必要寻找一种耐盐雾、耐湿、低温消除一氧化碳催化剂来满足现今的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐盐雾、耐湿、低温消除一氧化碳的催化剂，该催化剂成本低，低温催化活性高、耐盐雾、耐湿性能好，稳定性好，制备工艺简单。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及的一种耐盐雾、耐湿、低温消除一氧化碳催化剂，由载体和活性金属构成。所述载体为氧化铝、氧化锰、铈锆复合氧化物Ce_xZr_1-xO₂和少量粘结剂的混合物，其中氧化铝和氧化锰质量比为1～5∶1，铈锆复合氧化物的质量为载体质量的1～10％，其中0.5≤x≤1，粘结剂为载体质量的0.5～5％；所述活性金属为Pt、Pd，其中Pt的质量为载体质量的0.1～1％，Pd的质量为载体质量的0.3～2％。

本发明涉及的一种耐盐雾、耐湿、低温消除一氧化碳催化剂的制备方法如下：

第一步为铈锆复合氧化物Ce_xZr_1-xO₂的制备

将一定量的Ce(NO₃)₃·6H₂O和Zr(NO₃)₄·5H₂O混合溶解于去离子水中，加入一定量乙醇助溶的柠檬酸溶液，控制总盐浓度为0.25mol/L，柠檬酸浓度与之相同，室温下搅拌，并升温至一定温度陈化，去除乙醇和水，得到有一定流动性和黏度的黄色凝胶，120℃下发泡，得到的固体泡沫在600℃焙烧5h，得到铈锆复合氧化物Ce_xZr_1-xO₂。

第二步为含铈锆复合氧化物载体的制备

按比例称取粒径为0.02～0.04mm的γ-A₂O₃、碳酸锰和铈锆复合氧化物Ce_xZr_1-xO₂，加入适量粘结剂，滚球成型或挤制成型，120℃烘干3h，450℃焙烧5h，制成载体，其中碳酸锰转变成氧化锰。

第三步为活性金属Pt、Pd的担载

采用常用的等体积浸渍法制备，按照比例称取Pt、Pd前驱物，配置成水溶液，稀释至一定体积，加入等体积备用的上述载体，放置4～12小时后，在红外灯下烘干，在H₂/惰性气体的气氛下，将烘干后的混合物在200～600℃下焙烧1～12h，即得到成品催化剂。

本发明的效果和益处是：

1、本发明采用适当铈锆比例的铈锆复合氧化物Ce_xZr_1-xO₂作为活性助剂，充分利用铈锆的储氧性能，能够增强催化活性和稳定性，延长催化剂寿命，降低贵金属Pt、Pd的使用量。