[发明专利]一种含铜催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含铜催化剂及其制备方法和应用，制备方法如下：将可溶性铜盐采用等体积浸渍法负载在硅基材料上，干燥，焙烧，过筛后放入反应器中通入流动气体，升温处理，得到含铜催化剂。制得的含铜催化剂在用于一氧化碳低温催化氧化时，可以明显提升一氧化碳转化率。以简单的处理方法，得到一种高分散，高活性组分的催化剂，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，特别涉及一种含铜催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

现今空气污染日益受到人们的关注，空气中的各种有毒有害气体正在成为热门话题，而一氧化碳就是其中之一。研究表明，一氧化碳与血红蛋白的亲和力是氧的200～300倍，一氧化碳与血红蛋白很容易在吸入后形成碳氧血红蛋白，从而阻止了氧与血红蛋白的结合，导致血液携氧能力下降，造成强烈的中毒反应，对人体造成极大的伤害。同时，随着经济和社会的发展，化石能源消耗量和机动车数量的逐年增加，都会使得一氧化碳的排放逐年增加。一氧化碳具有极强的稳定性，不易于其它物质发生反应，不易溶于水，吸湿性差，在自然条件的作用下很难减少一氧化碳的量，因此，去除一氧化碳对于保证人体健康和治理大气污染有着重要的意义。

铜在一氧化碳低温氧化方向有着广泛的研究。相较于贵金属，铜基催化剂有着价格低廉，地球上储量高的优点，同时有着很好的活性和稳定性。在目前的研究中，铜的主要研究集中于变价性能，分散程度，活性组分的探究以及活性组分于载体之间的相互作用等。在目前的研究中，有许多传统方法能获得高分散催化剂，如溶胶凝胶法，水热法，沉积沉淀法等，但是这些方法的制备过程复杂，且耗时长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含铜催化剂及其制备方法和应用。先通过等体积浸渍法在基体材料上负载铜，再通过流动气体原位处理负载铜的基体材料，获得含铜催化剂。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明的技术方案之一：提供一种含铜催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将基体材料置于铜前驱体溶液中浸渍，干燥，焙烧，过筛后通入流动气体，升温处理，制得含铜催化剂。

优选的，所述铜前驱体为可溶性铜盐；所述基体材料为硅基材料或铝基材料。

优选的，可溶性铜盐为硝酸铜。

优选的，所述铜前驱体溶液的浓度为0～0.6g/mL且不为0g/mL；所述浸渍采用等体积浸渍法；所述干燥的温度为80～140℃，时间为6～16h。

优选的，所述硅基材料为二氧化硅粉或微球硅胶；所述铝基材料为氧化铝。

优选的，所述过筛为过20～120目筛，取20～120目之间的材料。

优选的，通入流动气体的流速为10～120mL/min，流速过低时处理得到的含铜催化剂催化活性得不到提升，过高则会导致资源浪费；所述升温处理的条件为以1～10℃/min的升温速率升至200～900℃，若升温速率过高Cu物质更容易被烧结，会导致含铜催化剂的Cu分散性不佳，影响催化活性。

更优选的，升温达到最高温度后保持0.5h。

优选的，所述气体可以为任何气体。

本发明的技术方案之二：提供一种上述制备方法制得的含铜催化剂。

本发明的技术方案之三：上述含铜催化剂在一氧化碳低温催化氧化中的应用。

含铜催化剂催化氧化一氧化碳的具体步骤为：将含铜催化剂装填到反应器中，惰性气体吹扫，再通入10000ppm的一氧化碳，进料总空速为15000h^-1，反应温度为40～260℃。

本发明的有益技术效果如下：