[发明专利]一种Pd-Cu-Sn/凹凸棒土催化剂及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201710294612.X 申请日: 2017-04-28
公开(公告)号: CN106984331B 公开(公告)日: 2019-09-24
发明(设计)人: 王永钊;赵永祥;李潇;王勇宁;吕婷婷 申请(专利权)人: 山西大学
主分类号: B01J23/89 分类号: B01J23/89;B01D53/86;B01D53/62
代理公司: 山西五维专利事务所(有限公司) 14105 代理人: 张福增
地址: 030006 山*** 国省代码: 山西;14
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摘要:
搜索关键词: 一种 pd cu sn 凹凸 催化剂 及其 制备 方法
【说明书】:

本发明提供了一种Pd‑Cu‑Sn/凹凸棒土催化剂及其制备方法,制备步骤:称取适量钯盐、铜盐、锡盐和凹凸棒土,室温下与甲酸的水/乙醇溶液混合均匀,然后将该悬浊液在适当温度下缓慢蒸干,最后在N2/O2气氛中焙烧制得催化剂成品。该方法制备的催化剂适用条件范围广,可在反应温度‑60~200℃,空速1000~30000h‑1,CO含量10~20000ppm,原料气相对湿度10%~100%的反应条件下高效地催化氧化CO,并且失活催化剂易再生。本发明的催化剂制备工艺简单,操作性强,易于工业化生产,且成本低廉。

技术领域

本发明涉及用于一氧化碳(CO)低温氧化的催化剂,具体为一种可用于高浓度水汽条件下的Pd-Cu-Sn/凹凸棒土催化剂及其制备方法。

背景技术

CO造成的环境污染涉及工业、军事、环保以及人类生活的各个方面,直接威胁着人类生存。CO低温催化氧化是消除CO的有效手段,在空气净化器、防毒面罩、烟草降害以及潜艇、航天器等密闭系统内CO消除方面均具有重要的实用价值。CO低温氧化催化剂主要有贵金属催化剂、非贵金属氧化物催化剂和负载型Wacker催化剂三大类。其中,负载型Wacker催化剂(PdCl2-CuCl2/载体)因其具有氧化物催化剂和贵金属催化剂难以比拟的抗水、抗卤化物中毒等优势,受到了广大科研工作者的青睐。

华东理工大学课题组开展了一系列以Al2O3为载体的负载型Wacker催化剂(Pd-Cu-Clx/Al2O3)的研究,结果表明,采用氨配位浸渍法或两步浸渍法制备的催化剂,在含少量水汽的反应条件下较常规浸渍法制得的催化剂表现出更优异的低温CO催化氧化活性,这主要得益于Cu2Cl(OH)3物种的存在及其与Pd物种间的强相互作用。然而在高浓度水汽条件下,各种方法制备的以Al2O3为载体的负载型Wacker催化剂均存在活性低,稳定性差等问题(Yuexin Shen,Guanzhong Lu,Yun Guo et al,Chemical Communication,2010,46:8433-8435;Xuexun Du,Huiying Li,Jun Yu et al,Catalysis Science&Technology,2015,5:3970-3979;Yafen Feng,Li Wang,Yanhui Zhang et al,Chinese Journal of Catalysis,2013,34:923-931)。我们课题组开展了以天然凹凸棒土(APT)为载体低贵金属含量的负载型Wacker催化剂(Pd-Cu/APT)设计和制备研究,考察了焙烧处理、制备方法以及载体改性等对Pd-Cu/APT催化CO氧化性能的影响(王永钊,程慧敏,范莉渊等,燃料化学学报,2014,42(5):597-602;Yongzhao Wang,Jing Shi,Ruifang Wu et al,Applied Clay Science,2016,119:126-131;Yongzhao Wang,Liyuan Fan,Jing Shi et al,Catalysis Letters,2015,145:1429-1435;Yongzhao Wang,Liyuan Fan,Ruifang Wu et al,Journal of FuelChemistry and Technology,2015,43(9):1076-1082;中国发明专利CN 103464170 B),结果表明,以凹凸棒土为载体的Pd-Cu/APT催化剂具有优异的低温CO催化氧化性能。虽然凹凸棒土较Al2O3廉价易得,且以其为载体的催化剂表现出更加优异的催化性能,但在高浓度水汽条件下,与以Al2O3为载体的Pd-Cu-Clx/Al2O3类似,Pd-Cu/APT也存在活性低,稳定性差等问题。针对上述问题,本课题组以及相关课题组继续围绕载体改性或选择新型结构载体构建高性能负载型Wacker催化剂开展探索,并取得了一定进展(Yongzhao Wang,YongningWang,Xiao Li et al,Environ Technol,DOI:10.1080/09593330.2017.1311944;FanyunZhou,Xuexun Du,Jun Yu et al,RSC Advances,2016,6:66553-66563)。

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