[发明专利]一种用于催化氧化CO的催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种用于催化氧化CO的催化剂，其特征在于，包含活性组分和助剂的催化剂，其中活性组分为贵金属与非贵金属两种；催化剂由两个中间体按不同配比制备得到，其中中间体Ⅰ所含贵金属活性组分含量为0.1～12wt％，非贵金属氧化物含量为86～99.8wt％，助剂含量为0.1～2wt％；中间体Ⅱ中非贵金属氧化物活性组分含量为85～99.7wt％，助剂为0.3～15wt％，中间体Ⅰ和中间体Ⅱ的混合质量比例为1:9～9:1。

2.按照权利要求1所述的一种用于催化氧化CO的催化剂，其特征在于，根据中间体Ⅰ中贵金属活性组分含量，调整混合比例，以保证催化剂中贵金属活性组分含量在0.09～1.2wt％。

3.按照权利要求1所述的一种用于催化氧化CO的催化剂，其特征在于，其中中间体Ⅰ中贵金属活性组分为Pt、Ag、Pd、Rh、Ir、Ru、Os或Au的中的一种或两种及以上的金属、氧化物或其组合，非贵金属氧化物为TiO₂、MnO₂、FeO_x、CuO、CeO₂或ZrO中的一种或两种及以上，助剂为Co、Cr、Zr、Sn、Mo、W、Fe、Ce、Ni、Nb、V等中的一种或两种及以上的金属、氧化物或其组合，且非贵金属氧化物和助剂不同。中间体Ⅱ中非贵金属活性组分为Co₃O₄，助剂为Cr、Zr、Sn、Mo、W、Fe、Ce、Ni、Nb、V中的一种或两种及以上的金属、氧化物或其组合。

4.制备权利要求1-3任一项所述的催化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据中间体Ⅰ组分称取对应的贵金属前驱体(Pt、Ag、Pd、Rh、Ir、Ru、Os或Au的酸或盐)、非贵金属氧化物、助剂前驱体(Co、Cr、Zr、Sn、Mo、W、Fe、Ce、Ni、Nb、V的酸、碱或盐)；

(2)利用浸渍法制备催化剂中间体Ⅰ；将贵金属前驱体和非贵金属氧化物及助剂前驱体于去离子水中混合均匀形成的混合物置于超声清洗仪中，于50℃～80℃水浴中，超声搅拌1～6小时，然后烘干得到混合物；将混合物在马弗炉中于300℃～600℃条件下焙烧1小时～6小时，冷却后既得催化剂中间体Ⅰ；

(3)根据中间体Ⅱ组分称取对应的非贵金属活性组分Co₃O₄的前驱体(硝酸钴、乙酸钴等含有Co的可溶性盐)、助剂前驱体(含Cr、Zr、Sn、Mo、W、Fe、Ce、Ni、Nb、V的酸、碱或盐)，并用去离子水将Co₃O₄的前驱体和部分助剂前驱体溶解形成溶液，在超声搅拌下，水浴加热到60～80℃，然后向溶液中缓慢滴加Na₂CO₃、NaOH、NH₃H₂O，(NH₄)₂CO₃、NH₄HCO₃、K₂CO₃、KHCO3等碱液中的一种或两种及以上，至pH值为8～14，停止滴加碱液；将所得悬浊液在60～80℃水浴中超声搅拌1～6小时，形成悬浊液；

(4)若中间体Ⅱ的助剂前驱体中存在不可溶，或在碱性条件下不能生成沉淀的前驱体，则分步加入，将步骤(3)悬浊液搅拌然后洗涤至中性，重新加水搅拌均匀，然后加入步骤(3)剩余的助剂前驱体，在60～80℃水浴中超声搅拌1～6小时；对所得混合物干燥，并于350℃～450℃条件下焙烧2小时～6小时，冷却后既得催化剂中间体Ⅱ；

若中间体Ⅱ的助剂前驱体中不存在不可溶，或在碱性条件下不能生成沉淀的前驱体，则需直接将步骤(3)悬浊液搅拌然后洗涤至中性，膏体经充分干燥后，于350℃～450℃条件下焙烧2小时～6小时，冷却后既可得到催化剂中间体Ⅱ；

(5)将步骤(2)和步骤(4)所得的中间体Ⅰ和中间体Ⅱ按照质量比例(1:9～9:1)加水混合均匀后，加入到球磨罐中；将装有混合料和研磨球的球磨罐安装在球磨机中，在200r/min～450r/min转速条件下正转20min～40min，在450r/min～600r/min转速条件下反转30min～40min；待球磨完成后，取出催化剂浆料烘干；在马弗炉中于350℃～450℃的空气气氛条件下焙烧2小时～6小时，冷却后既得CO催化剂粉体。