[发明专利]一种一氧化碳低温氧化用含铂催化剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种一氧化碳低温氧化用含铂催化剂，为杂化纳米结构Pt催化剂，记为Pt/FeO_x‑Na/SBA‑15或Pt/FeO_x‑Na/SiO₂，其制备方法包括首先采用沉积沉淀法将FeO_x涂覆或负载在SBA‑15或SiO₂上，经固液分离后将其浸渍在钠盐中，再经蒸发干燥和焙烧后得到复合载体FeO_x‑Na/SBA‑15或FeO_x‑Na/SiO₂；再在紫外光的照射下，使用光催化还原法将活性组分Pt纳米颗粒锚定或负载到复合载体上，再经焙烧即可制备出所述催化剂。本发明所述催化剂制备过程简单，制备条件温和；催化剂中Pt含量低，经济廉价。催化剂中Pt纳米颗粒均匀，分散性高，催化剂具有较好的CO低温催化活性。

技术领域

本发明涉及CO低温氧化工艺及催化剂领域，具体涉及一种一氧化碳低温氧化用含铂催化剂及其制备方法。

背景技术

一氧化碳是一种有毒有害气体，是大气污染的一部分，伴随着工业化、城市化的发展，一氧化碳的量越来越多。一氧化碳是大气中含量最多的污染物，给人类身体健康以及生活环境造成了非常大的危害。一氧化碳无色无味，吸入人体不易被察觉，极易与人体体内的血红蛋白结合，使血红蛋白丧失运输氧气的能力，损坏人体神经中枢，从而造成人体一氧化碳中毒。在一些加工企业，出于安全考虑，操作人员都配备有专业的一氧化碳防毒面具来消除或隔绝空气中的一氧化碳，使人体免受其侵害。众所周知，如今大气中一氧化碳的来源主要是烃类物质的不完全燃烧，其中最为主要的是机动车尾气排放，其次是锅炉中化石燃料的燃烧。进入21世纪后，全球机动车保有量急剧增加，未来几年机动车的使用量还会进一步增加，由机动车尾气造成的大气污染也会日益严重。

CO低温氧化是指在较低的温度下，用O₂将较低浓度(0.5％-2％)的CO完全催化氧化，CO低温氧化反应可以应用于CO防毒面具、一氧化碳检测器、机动车尾气处理以及空气净化器。除此之外，由于现今的质子燃料膜电池H₂燃料来源主要是重整制得，H₂燃料中微量的CO会对质子燃料膜电池中的电极催化剂以及Pt电极造成很大的毒化作用，所以CO的低温氧化反应在富氢中CO的去除领域也具有巨大的应用前景。

对于CO催化剂氧化，由于贵金属在低温下有很好的催化活性，所以关于CO在低温低浓度下的催化氧化大多采用负载贵金属型催化剂，像Pt、Pd、Au、Ag等。同时由于贵金属储量低，价格昂贵，在反应过程中容易团聚失活，在高空速的操作条件下因活性组分容易流失等原因，现在也有一些科研工作者在寻求廉价金属催化剂来取代贵金属在CO催化氧化反应中的地位，像CuO-CeO₂，以及钙钛都有被用于CO氧化研究。就催化性能而言，廉价金属的低温催化性能以及催化效果都还是远不及负载贵金属型催化剂。因此在大幅降低贵金属负载量的同时，提高贵金属催化剂的催化活性仍然是CO催化氧化研究的亮点。

负载型Pt催化剂对于CO的消除，特别是微量CO的消除，在环保、燃料电池、化工等领域被广泛应用研究。例如质子氢燃料膜电池氢燃料中微量CO的优先氧化(PROX)、水汽变换反应(WGS)、防毒面具以及汽车尾气中CO去除等CO的消除装置均会优选使用负载型Pt催化剂。