[发明专利]一种负载型四氧化三钴催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种负载型四氧化三钴催化剂，其特征在于，包括以下组分：贵金属、贵金属的氧化物和四氧化三钴，贵金属元素的质量与贵金属元素和Co₃O₄的总质量的比值为1～10：100，所述负载型四氧化三钴催化剂为一维结构，所述负载型四氧化三钴催化剂由包括如下步骤的制备方法获得：按照催化剂的组成配比，在二元醇体系中，钴盐与沉淀剂水溶液共沉淀，再加入贵金属盐溶液，经水热、干燥和焙烧得到所述负载型四氧化三钴催化剂，其中，钴盐、沉淀剂和二元醇的比例为10mmol：10～30mmol：20～40mL。

2.如权利要求1所述的负载型四氧化三钴催化剂，其特征在于，所述贵金属元素选自Pd、Pt、Au和Ag中的一种或两种。

3.根据权利要求2所述的负载型四氧化三钴催化剂，其特征在于，当贵金属元素为两种时，两种贵金属元素的质量比为1：10～10：1。

4.一种如权利要求1至3任一项所述的负载型四氧化三钴催化剂的制备方法，其特征在于，按照催化剂的组成配比，在二元醇体系中，钴盐与沉淀剂水溶液共沉淀，再加入贵金属盐溶液，经水热、干燥和焙烧得到所述负载型四氧化三钴催化剂，其中，钴盐、沉淀剂和二元醇的比例为10mmol：10～30mmol：20～40mL。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)共沉淀：将钴盐和二元醇混合，加入沉淀剂水溶液，搅拌后加入贵金属盐溶液并老化；

2)将步骤1)得到的溶液水热、干燥和焙烧，即得到所述负载型四氧化三钴催化剂。

6.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，沉淀剂水溶液的浓度为0.1～0.3mol/L。

7.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，共沉淀的反应温度为60～120℃，共沉淀的反应时间为1～3h。

8.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，加入贵金属盐溶液后通入气体进行老化。

9.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，水热的条件：水热温度为140～200℃，水热时间为2～4h。

10.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，干燥的条件：干燥温度为50～80℃，干燥时间为8～12小时。

11.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，焙烧的条件：焙烧温度为250～450℃，焙烧时间为1～5小时。

12.一种如权利要求1至3任一项所述的负载型四氧化三钴催化剂的用途，其特征在于，用于甲烷催化燃烧反应。

13.如权利要求12所述的用途，其特征在于，甲烷催化燃烧反应条件为：反应温度为150～450℃，反应压力为常压；反应的总流速为50～100mL/min，CH₄、O₂和N₂的流速比为1：5～15：84～94，空速为10000～120000mL/(g·h)。