[发明专利]一种以铜质丝网波纹填料为载体的一氧化碳转化催化剂

说明书

本发明涉及一种以铜质丝网波纹填料为载体的一氧化碳转化催化剂，包括载体以及负载在载体上的活性成分，载体为铜质丝网波纹填料，活性成分为氧化铜、氧化锌、氧化铈；其制备方法包括以下步骤：1)将若干片铜质丝网片依次交错排列，按照一定大小比例组合排列固定在一起构成圆盘填料；2)将所得的填料用臭氧氧化处理，得到覆盖氧化铜薄膜的填料载体；3)将Zn、Ce金属的硝酸盐制备成一定浓度的溶液后，充分搅拌下混合均匀；4)将填料浸渍到所配置的溶液后，干燥、焙烧，冷却至常温，即得；本发明同现有技术相比，对于一氧化碳具有较高的低温催化活性和稳定性，且制备工艺简单、成本较低、易于工业化生产。

[技术领域]

本发明涉及一氧化碳催化剂制备技术领域，具体地说是一种以铜质丝网波纹填料为载体的一氧化碳转化催化剂。

[背景技术]

一氧化碳(CO)是一种无色、无味的可燃性有毒气体。常温下一氧化碳化学性质比较稳定，不易发生反应，在空气中存在时间较长。目前，去除一氧化碳的比较常用的方法有火炬点燃和催化剂转化。一氧化碳催化剂转化可以在比较低的温度下将一氧化碳转化成二氧化碳。一氧化碳催化剂在尾气处理、氢燃料电池、矿用救生舱、避难硐室等煤矿井下紧急避险空间等不同领域内有着广泛的应用。

较早应用于一氧化碳脱除的催化剂为贵金属催化剂，典型有Au、Pd、Pt等，特别是Au催化剂具有良好的低温活性，在低温乃至室温条件下即可发生一氧化碳氧化反应。该类催化剂因为价格昂贵得不到大规模应用。另外一类是以Hopalite(霍加拉特剂)为代表的非贵金属催化剂，该类催化剂主要以CuO、Mn₂O₃等为主要成分，成本相对低廉，但效率不高，且抗水性很差，在湿度稍高的环境中就会因为水的存在而迅速失活。

申请号为CN201810861689.5的专利公开了一种以二氧化钛和活性氧化铝为载体，活性成分为氧化锰和氧化铜的催化剂；该方案为将活性物质的前驱体和载体混合后在模具上挤出催化剂前驱体制成规格为50mm×50mm×200mm的蜂窝状后焙烧成型。

申请号为CN201911322551.9的专利公开了一种以堇青石为载体，贵金属Au为活性物质的催化剂；该方案为将堇青石焙烧制备成蜂窝陶瓷载体，将催化剂涂覆在载体上。

上述专利中的负载型催化剂以常规的共沉淀法、浸渍法、溶胶凝胶法制备，氧化物或作硅酸盐矿物为载体，金属或金属氧化物作为活性组分。由于载体的材质和加工方案的限制，催化剂和气体的接触面积比较小，载体成型困难，不易放大。因此，若能提供一种合成成本低、易于工业化应用的负载催化剂及其制备方法，将具有非常重要的意义。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种以铜质丝网波纹填料为载体的一氧化碳转化催化剂，对于一氧化碳具有较高的低温催化活性和稳定性，且制备工艺简单、成本较低、易于工业化生产。

为实现上述目的设计一种以铜质丝网波纹填料为载体的一氧化碳转化催化剂，包括载体以及负载在载体上的活性成分，所述载体为铜质丝网波纹填料，所述活性成分为氧化铜、氧化锌、氧化铈。

进一步地，所述铜质丝网波纹填料的铜为含铜合金，所述含铜合金包含但不限于磷青铜、黄铜。

进一步地，所述氧化铜、氧化锌、氧化铈的摩尔质量比为(50～70)：(70～90)：(90～100)。

本发明还提供了一种以铜质丝网波纹填料为载体的一氧化碳转化催化剂的制备方法，包括以下步骤：1)将若干片铜质丝网片依次交错排列，按照一定大小比例组合排列固定在一起构成圆盘状填料；2)将步骤1)所得的填料用臭氧氧化处理，得到覆盖氧化铜薄膜的填料载体；3)将Zn、Ce金属的硝酸盐制备成一定浓度的溶液后，充分搅拌下混合均匀；4)将步骤2)所得的填料载体浸渍到步骤3)所配置的溶液后，干燥、焙烧，冷却至常温，即得到以铜质丝网波纹填料为载体的一氧化碳转化催化剂。