[发明专利]一种整体式CO常温催化剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种整体式CO常温催化剂及其制备方法，具体是一种Pd整体式常温低浓度CO催化剂及其制备方法。适用于环境污染物CO的常温催化氧化，在环境净化领域具有应用前景。

背景技术

环境保护已经成为当今社会最为关注的热门话题，机动车、工厂等排放的CO是空气污染物的主要部分。环境中CO的存在具有很大的危害性，它可以和人体的血红蛋白结合，削弱血红蛋白的输氧能力，从而损害人的中枢神经系统，导致人中毒甚至死亡。目前CO的消除方法主要是以催化氧化法为主，该方法因具有效率高、无二次污染、适用范围广等优点，已成为当前废气治理领域研究和应用的主流发展方向。制备高效、廉价的催化剂是催化氧化法的核心。整体式催化剂（monolithiccatalysts）具有开孔率较大的平行孔道，有助于大风速的空气通过，同时CO与催化剂接触较均匀，催化剂利用率高，因此工业上一般采用整体式催化剂用于气体的催化反应。

用于汽车尾气的三效催化剂是常用的整体式催化剂，以贵金属Pd、Pt、Rh为活性组分，稀土氧化物为助催化剂，堇青石为第一载体，活性氧化铝为第二载体（活性涂层）。三效催化剂在高温下能够将汽车尾气中对人和环境有害的CO、NOx、HC氧化还原成CO₂、N₂、H₂O。但是常温下无法对CO进行净化。目前，将Pd、Au等贵金属溶液浸渍到涂覆有活性氧化铝的堇青石载体上，常温下对CO具有一定的净化作用，但是贵金属的利用率相对较低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，如贵金属含量高且利用率低，本发明提供一种整体式CO常温催化剂的制备方法。

一种整体式CO常温催化剂的制备方法，其特征在于，通过控制酸碱度调节CO催化剂浆的料粘度和流动性，在堇青石蜂窝陶瓷上涂覆一层CO常温催化剂粉末，制备得到整体式催化剂；具体包括如下步骤：

第一步，将一定比例的氯化钯和氯化铜溶于100mL浓氨水中，超声分散均匀；

第二步，在上述混合溶液中加入一定量载体，搅拌均匀后，在40-100℃烘箱中烘干，然后在200-500℃温度下焙烧2-6小时，制备得到CO粉末催化剂；

第三步，将一定比例的CO粉末催化剂和拟薄水铝石均匀分散在水中，然后边搅拌边滴加0.05-0.2mol/L硝酸溶液，使拟薄水铝石完全解胶，继续搅拌一定时间形成浆料；

第四步，将堇青石蜂窝载体浸泡在浆料中，取出后用高压气枪吹扫多余浆料，放入50-100℃烘箱中干燥8-24h，得到整体式催化剂。

所述的氯化钯、氯化铜和载体的质量比为1：（2-5）：（10-30），所述的载体为Al₂O_3、TiO_2、或SiO₂，所述的CO粉末催化剂与拟薄水铝石的质量比为1：（0.4-1）。

所述的堇青石蜂窝陶瓷的孔密度为100-400孔/平方英寸。

本发明具有以下优点：

不需引入有机粘合剂，防止CO催化剂活性位被覆盖。

涂覆工艺简单，催化剂涂层均匀，且不易从堇青石上脱落。

相比浸渍法工艺制备整体式催化剂，本方法制备的整体式催化剂的贵金属用量低且利用率高，进一步降低了CO净化成本。

具体实施方式

以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

CO常温催化剂粉末的制备：将2.08gPdCl₂和6.67gCuCl₂·2H₂O溶于100mL浓氨水中，在搅拌的条件下加入50gAl₂O₃粉末，在50℃烘箱中烘干，然后在300℃温度下焙烧4小时。

整体式CO常温催化剂的制备：将上述制备的16.0gCO粉末催化剂和4.0g拟薄水铝石均匀分散在水中，然后边搅拌边滴加5.0mL0.1mol/L硝酸溶液，使拟薄水铝石完全解胶，继续搅拌一定时间形成浆料，将堇青石蜂窝载体（5cm×5cm×5cm）浸泡在浆料中，取出后用高压气枪吹扫多余浆料，放入100℃烘箱中干燥24h，得到整体式催化剂。