[发明专利]低温深度脱除一氧化碳的铜锌铈基催化剂及制备方法和应用

权利要求书

1.一种低温深度脱除一氧化碳的铜锌铈基催化剂，其特征在于，该催化剂的组成和含量包括：主组分CuO：10～95wt％；第二组分ZnO：1～85wt％；第三组分CeO₂：1～85wt％；第四组分金属M的氧化物为0.0～40wt％，M选自Zr、Mn、Mg、Fe、La、Pr、Nd、Sm中的一种或多种，所述催化剂体系表示为：CuO-ZnO-CeO₂-MO_x，x为达到MO_x电荷为零的化学计量数。

2.根据权利要求1所述的低温深度脱除一氧化碳的铜锌铈基催化剂，其特征在于，所述的CuO的含量为：25％～90wt％，ZnO的含量为：5％～70wt％，CeO₂的含量为：5％～80wt％，金属M的氧化物的含量为0％～25wt％。

3.根据权利要求1所述的低温深度脱除一氧化碳的铜锌铈基催化剂，其特征在于，所述的CuO的含量为：40％～90wt％，ZnO的含量为：5％～45wt％，CeO₂的含量为：5％～45wt％，金属M的氧化物的含量为0％～15wt％。

4.根据权利要求1所述的低温深度脱除一氧化碳的铜锌铈基催化剂，其特征在于，所述的第四组分是以无定型状态存在的。

5.一种根据权利要求1所述的低温深度脱除一氧化碳的铜锌铈基催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)制备溶液：将铜盐、锌盐、铈盐、金属M盐溶于水中，分别配制成浓度为0.2～3mol/L盐溶液后进行混合，充分搅拌至均匀，得到混合金属盐溶液；同时配制浓度为0.2～3mol/L的碱溶液；

(2)共沉淀：将步骤(1)制得的混合金属盐溶液和碱溶液采用共沉淀法进行混合反应，得到沉淀即为催化剂前驱体；

(3)老化：将步骤(2)所得的催化剂前驱体进行充分搅拌，在温度40～98℃下老化20～400min；

(4)洗涤离心干燥：将步骤(3)所得沉淀经反复水或乙醇洗涤、离心后于100～120℃干燥8～16小时；

(5)焙烧：将步骤(4)烘干后的产物于300～650℃焙烧3～8小时，得到颗粒；

(6)成型：将步骤(5)得到的颗粒与粘合剂混合均匀，压片成型。

6.根据权利要求5所述的低温深度脱除一氧化碳的铜锌铈基催化剂的制备方法，其特征在于，所述的铜盐包括硝酸铜、醋酸铜、溴化铜、氯化铜、硫酸铜或草酸铜中的一种或几种；所述的锌盐包括硝酸锌或硫酸锌中的一种或两种；所述的铈盐包括硝酸铈、硫酸铈或氯化铈中的一种或几种，所述的金属M盐选其对应的可溶性盐，包括硝酸盐、醋酸盐、硫酸盐或其他形式中的一种或两种；所述的碱包括碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氨水、碳酸铵或碳酸氢铵中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述的低温深度脱除一氧化碳的铜锌铈基催化剂的制备方法，其特征在于，所述的碱溶液优选碳酸铵溶液。

8.根据权利要求5所述的低温深度脱除一氧化碳的铜锌铈基催化剂的制备方法，其特征在于，所述的共沉淀法包括并流法或反加法。

9.根据权利要求8所述的低温深度脱除一氧化碳的铜锌铈基催化剂的制备方法，其特征在于，所述的共沉淀优选并流法，所述的并流法为：将混合金属盐溶液和碱溶液同时并流加入反应器中，在温度40～98℃下进行反应，沉淀pH值为6.0～9.0，混合金属盐溶液和碱溶液加入量的摩尔比为0.5∶1～1.5∶1。

10.根据权利要求8所述的低温深度脱除一氧化碳的铜锌铈基催化剂的制备方法，其特征在于，所述的反加法为：将混合金属盐溶液加入碱溶液中，在温度40～98℃下进行反应，沉淀pH值为6.0～9.0，混合金属盐溶液和碱溶液加入量的摩尔比为0.5∶1～1.5∶1。

11.根据权利要求9或10所述的低温深度脱除一氧化碳的铜锌铈基催化剂的制备方法，其特征在于，所述的调节沉淀pH值采用氨水溶液调节，氨水溶液的浓度为3～6mol/L；所述的焙烧的温度为350～600℃，焙烧时间为4～6h。

12.根据权利要求5所述的低温深度脱除一氧化碳的铜锌铈基催化剂的制备方法，其特征在于，所述的粘合剂是催化剂可用的各种粘合剂，粘合剂的加入量为0.2～5wt％。