[发明专利]一种一氧化碳低温氧化催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种一氧化碳低温氧化催化剂的制备方法。

背景技术

可持续发展现在已经成为人类社会的共识，是二十一世纪社会发展的方向，但是环境污染问题是人类社会在可持续发展中面临的重要问题。酸雨、水质污染、温室效应、臭氧空洞等问题已经成为全球关注的环境问题。随着二十世纪现代工业的巨大发展，火力发电厂、石油化工企业等现代工业企业的不断增加，在极大的促进了社会发展的同时，也使得能源消耗激增，制造和排放了大量的污染物，使进入大气中的有害物质与日俱增。同时交通运输业的迅猛发展，私家车保有数量也大幅上升，汽车尾气的排放也成为了城市空气污染中的重要来源。城市空气污染与人们的日常生活息息相关，它已经成为现在社会中重要的环境问题，影响范围广的大气污染物主要包括：颗粒物质、二氧化硫、碳氧化物、烃类、氮氧化物等。城市空气污染主要源自工业污染和交通污染，其中汽车尾气排放占到城市空气污染的70％以上，而CO是汽车尾气中浓度最高的组分，城市大气中的CO绝大部分都来自汽车尾气的排放。因此需要发展低温条件下的高活性催化剂，在汽车尾气排出气缸进入大气之前，利用净化装置将其转化为无害气体。

CO是无色、无嗅、有毒的气体，CO与人体血红蛋白的结合能力是O₂的250倍，当CO与空气的体积比达到1∶800时，就会使人半小时内死亡，因此，在采矿、煤工业等特殊的环境重都需要佩戴防止CO中毒的面具。此外，在过滤式消防呼吸器，封闭式CO₂激光器中气体的纯化，CO气体传感器，潜艇、航天器等密闭体系中微量CO的消除等方面都有重要的应用。CO的消除主要有利用活性炭等多孔物质对CO进行吸附的物理消除法，和用催化剂还原和氧化的化学消除法。物理消除时因吸附材质的吸附率低而使设备体积大，从而受到应用限制。催化还原法是利用H₂等还原性气体与CO反应生成具有利用价值的CH₄或CH₃OH，是理论上的最佳方法，但当前技术下难以实施。目前最佳的方法就是在环境温度下将CO与O₂催化氧化生成无毒的CO₂，但由于CO在空气中的燃点较高(700℃)，在常温下必须用催化剂来促进反应的进行。因此，CO的催化氧化涉及工业、环保和人类生活的多个方面，与人们的生活密切相关。

发明内容

本发明的目的是提供一种一氧化碳低温氧化催化剂的制备方法。

具体步骤为：

(1)催化剂的组成质量百分比为：氧化铈60～70％、氧化锶20～30％、氧化钴6～11％和氧化镨3～8％；

(2)按上述催化剂组成的化学计量比称取Ce、Co、Sr和Pr的硝酸盐溶于200ml乙二醇中，加入8～12ml摩尔浓度为0.15～0.21mol/L的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)；

(3)将步骤(2)所得液在180～195℃下搅拌回流7～10小时，离心分离，用无水乙醇洗涤5～6次，超声波处理20～30分钟，微波干燥8～12分钟，600℃煅烧4～6小时，将粉体进行压片，得催化剂。

本发明所制备的催化剂具有较高的选择性和稳定性。

具体实施方式

实施例：

(1)催化剂的组成质量百分比为：氧化铈65％、氧化锶20％、氧化钴10％和氧化镨5％；

(2)按上述催化剂组成的化学计量比称取Ce、Co、Sr和Pr的硝酸盐溶于200ml乙二醇中，加入10ml摩尔浓度为0.2mol/L的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)；

(3)将步骤(2)所得液在190℃下搅拌回流8小时，离心分离，用无水乙醇洗涤5次，超声波处理25分钟，微波干燥10分钟，600℃煅烧5小时，将粉体进行压片，得催化剂。

表1：NiB/ZrO₂/Al₂O₃催化剂的性能