專利名稱：一氧化碳常溫催化氧化催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一氧化碳常溫催化氧化催化劑及其制備方法，特別是一種以凹凸 棒粘土為載體的一氧化碳常溫催化氧化催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
凹凸棒粘土是一種天然礦物材料，具有高比表面積、離子交換性能力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定 性好、強(qiáng)吸水性等特性，被廣泛用作為吸附劑、催化劑載體和抗菌劑載體，已在石油化工、日 用化工、精細(xì)化工、食品加工等領(lǐng)域中應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外對(duì)CO常溫催化氧化催化劑有大量的研 究，主要可以分為兩類一類為貴金屬催化劑，主要由Pt、Pd、Au等與各種載體構(gòu)成的系列 產(chǎn)品；另一類為非貴金屬催化劑，主要采用具有催化氧化還原特性的過(guò)渡金屬、稀土金屬的 復(fù)合氧化物或混合物。對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)發(fā)明專利公開號(hào)CN1583258公開的鈀 催化劑以活性炭為載體，Li、K、P、Cu、V中的一種或幾種元素為助劑，采用分步浸漬法制備， 該催化劑常溫下活性高，貴金屬含量低(占載體重量百分比0. 1 3%)，壽命長(zhǎng)，耐濕性好， 但去除CO濃度范圍較窄(5 30ppm)，且活性炭載體需經(jīng)酸煮、水洗等預(yù)處理，制成的催 化劑前驅(qū)體還需常溫下濕法還原，過(guò)濾，烘干后制得催化劑或經(jīng)過(guò)濾，真空烘干后，用氫還 原制得催化劑，步驟復(fù)雜，成本較高。中國(guó)發(fā)明專利CN 101288847A利用天然凹凸棒石粘 土為載體負(fù)載4 30wt%氧化銅的一氧化碳催化氧化催化劑，可在120°C的條件下，將空氣中 10%C0完全催化氧化為C02。但其使用溫度較高，不適用于常溫催化凈化C0，限制了其更為 廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種以凹凸棒粘土為載體的一氧化碳常溫催化氧化 催化劑。本發(fā)明的目的之二在于提供該催化劑的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種一氧化碳常溫催化氧化催化劑，其特征在于該催化劑以凹凸棒粘土為載體，負(fù)載 有活性組分納米鈀和助劑五氧化二釩或三氧化鉬；其中活性組分納米鈀的質(zhì)量占載體質(zhì)量 0.5 3%;助劑的質(zhì)量占載體質(zhì)量的0. 11%;余下的為載體。上述的凹凸棒粘土的粒度為 300 400 目。上述的凹凸棒粘土經(jīng)酸化改性，改性方法為利用質(zhì)量含量為5 20%的稀硝酸在 2(T80°C下攪拌浸泡H4小時(shí)?！N制備上述的一氧化碳常溫催化氧化催化劑的方法，其特征在于該方法的具體 步驟為
a.稱取一定量的偏釩酸胺或鉬酸胺溶解于去離子水中配制成浸漬液，浸漬液濃度為 0.0025 0. lg/ml ；
b.將凹凸棒粘土浸漬在步驟a所得浸漬液中，浸漬114小時(shí)后，再在9(T150°C下烘干2 12小時(shí)，再在50(T650°C下焙燒廣6小時(shí)，經(jīng)壓片過(guò)篩取20、0目顆粒，制得改性的凹凸 棒粘土載體；
c.將PdCl2溶解于3%的NH4Cl去離子水溶液中，配制成浸漬液濃度為0.005 0. 05g/ml 的PdCl2,將步驟b所得改性的凹凸棒粘土載體浸漬在該浸漬液中，室溫下浸漬1小時(shí)，得催 化劑前驅(qū)體；
d.將步驟C所得催化劑前驅(qū)體在室溫條件下進(jìn)行還原1小時(shí)后，經(jīng)去離子水洗滌為中 性，控制pH=7 7. 5，再經(jīng)烘干，制得催化劑成品。上述步驟d中采用的還原劑為硼氫化鈉、水合胼或甲醛。本發(fā)明利用經(jīng)過(guò)酸化處理的凹凸棒粘土為載體，納米鈀為活性組分，釩或鉬為助 劑制備成一氧化碳常溫催化氧化催化劑。該催化劑可有效克服對(duì)N0x、THC和等有氣體 對(duì)催化劑的毒化作用，延長(zhǎng)了其使用壽命。該催化劑具有高活性、高穩(wěn)定性、有效克服其他 氣體對(duì)催化劑的毒化作用等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合催化劑具體制備過(guò)程對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明
實(shí)施例1 稱取一定量的PdCl2溶解于3%的NH4Cl去離子水溶液中，配制成0. 017g/ml 浸漬液，將該浸漬液采取等體積浸漬方式浸漬到經(jīng)酸化處理的凹凸棒粘土載體上，室溫下 浸漬1小時(shí)，制備成催化劑前驅(qū)體。稱取一定量的硼氫化鈉溶解于去離子水中作為還原液， 在室溫條件下將還原液倒入催化劑前驅(qū)體還原1小時(shí)。經(jīng)去離子水洗滌為中性，再經(jīng)120°C 下烘干4小時(shí)，制得含l%Pd的催化劑成品。將所制的催化劑按照前述試驗(yàn)條件進(jìn)行催化性能評(píng)價(jià)，催化劑對(duì)一氧化碳的轉(zhuǎn)化 率為56. 2%O實(shí)施例2 稱取一定量的偏釩酸胺溶解在0. 45毫升去離子水中配制成0. 005g/ml 浸漬液，將0.5克的經(jīng)酸化處理的凹凸棒粘土粉體置于小燒杯中，將配好的浸漬液倒入其 中，浸漬1小時(shí)。然后在120°C下烘干4小時(shí)，550°C下焙燒3小時(shí)，再經(jīng)壓片過(guò)篩取2(Γ40 目制得改性凹凸棒粘土載體。稱取一定量的PdCl2溶解于3%的NH4Cl去離子水溶液中，配制成0. 017g/ml浸漬 液，將該浸漬液采取等體積浸漬方式浸漬到改性的凹凸棒粘土載體上，室溫下浸漬1小時(shí)， 制備成催化劑前驅(qū)體。稱取一定量的硼氫化鈉溶解于去離子水中配置成濃度為0. 03g/ml 的還原液，在室溫條件下將還原液倒入催化劑前驅(qū)體還原1小時(shí)。經(jīng)去離子水洗滌為中性， 再經(jīng)120°C下烘干4小時(shí)，制得含0. 5%V205和l%Pd的催化劑成品。將所制的催化劑按照前述試驗(yàn)條件進(jìn)行催化性能評(píng)價(jià)，催化劑對(duì)一氧化碳的轉(zhuǎn)化 率為86. 7%ο實(shí)施例3 稱取一定量的鉬酸胺溶解在0. 45毫升去離子水中配制成0. 007g/ml浸 漬液，將0. 5克的經(jīng)酸化處理的凹凸棒粘土粉體置于小燒杯中，將配好的浸漬液倒入其中， 浸漬1小時(shí)。然后在120°C下烘干4小時(shí)，550°C下焙燒3小時(shí)，再經(jīng)壓片過(guò)篩取2(Γ40目制 得改性凹凸棒粘土載體。稱取一定量的PdCl2溶解于3%的NH4Cl去離子水溶液中，配制成0. 017g/ml浸漬 液，將該浸漬液采取等體積浸漬方式浸漬到改性的凹凸棒粘土載體上，室溫下浸漬1小時(shí)， 制備成催化劑前驅(qū)體。稱取一定量的硼氫化鈉溶解于去離子水中配置成濃度為0. 03g/ml的還原液，在室溫條件下將還原液倒入催化劑前驅(qū)體還原1小時(shí)。經(jīng)去離子水洗滌為中性， 再經(jīng)120°C下烘干4小時(shí)，制得含0. 5%Mn03和l%Pd的催化劑成品催化劑成品。將所制的催化劑按照前述試驗(yàn)條件進(jìn)行催化性能評(píng)價(jià)，催化劑對(duì)一氧化碳的轉(zhuǎn)化 率為83. 5%ο實(shí)施例4 稱取一定量的偏釩酸胺和鉬酸胺溶解在0. 45毫升去離子水中配制成濃 度分別為0. 005g/ml和0. 007g/ml的浸漬液，將0. 5克的經(jīng)酸化處理的凹凸棒粘土粉體置 于小燒杯中，將配好的浸漬液倒入其中，浸漬1小時(shí)。然后在120°C下烘干4小時(shí)，550°C下 焙燒3小時(shí)，再經(jīng)壓片過(guò)篩取2(Γ40目制得改性凹凸棒粘土載體。稱取一定量的PdCl2溶解于3%的NH4Cl去離子水溶液中，配制成0. 017g/ml浸漬 液，將該浸漬液采取等體積浸漬方式浸漬到改性的凹凸棒粘土載體上，室溫下浸漬1小時(shí)， 制備成催化劑前驅(qū)體。稱取一定量的硼氫化鈉溶解于去離子水中作為還原液，在室溫條件 下將還原液倒入催化劑前驅(qū)體還原1小時(shí)。經(jīng)去離子水洗滌為中性，再經(jīng)120°C下烘干4小 時(shí)，制得含0. 5%V205、0. 5%Mn03和l%Pd的催化劑成品催化劑成品。將所制的催化劑按照前 述試驗(yàn)條件進(jìn)行催化性能評(píng)價(jià)，催化劑對(duì)一氧化碳的轉(zhuǎn)化率為99. 4%。催化劑性能評(píng)價(jià)在U型玻璃管反應(yīng)器中進(jìn)行，催化劑用量0. 5ml，粒度20 40目， 原料氣組成為CO含量為10 200ppm，其余為空氣。反應(yīng)溫度30°C，壓力0. IMPa，相對(duì)濕度 40 90%，反應(yīng)氣體積空速(GHSV)為120001Γ1。
權(quán)利要求
1.一種一氧化碳常溫催化氧化催化劑，其特征在于該催化劑以凹凸棒粘土為載體，負(fù) 載有活性組分納米鈀和助劑五氧化二釩或三氧化鉬；其中活性組分納米鈀的質(zhì)量占載體質(zhì) 量的0. 5 3% ；助劑的質(zhì)量占載體質(zhì)量的0. Γ2% ；余下的為載體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一氧化碳常溫催化氧化催化劑，其特征在于所述的凹凸棒粘 土的粒度為30(Γ400目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一氧化碳常溫催化氧化催化劑，其特征在于所述的凹凸 棒粘土經(jīng)酸化改性，改性方法為利用質(zhì)量含量為5 20%的稀硝酸在2(T8(TC下攪拌浸泡 廣24小時(shí)。
4.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1、2、或3所述的一氧化碳常溫催化氧化催化劑的方法，其特 征在于該方法的具體步驟為a.稱取一定量的偏釩酸胺或鉬酸胺溶解于去離子水中配制成浸漬液，浸漬液濃度為 0.0025 0. lg/ml ；b.將凹凸棒粘土浸漬在步驟a所得浸漬液中，浸漬114小時(shí)后，再在9(T150°C下烘干 2 12小時(shí)，再在50(T650°C下焙燒廣6小時(shí)，經(jīng)壓片過(guò)篩取20、0目顆粒，制得改性的凹凸 棒粘土載體；c.將PdCl2溶解于3%的NH4Cl或HCl去離子水溶液中，配制成濃度為0.005 0. 05g/ml 的？沉12浸漬液，將步驟b所得改性的凹凸棒粘土載體浸漬在該浸漬液中，室溫下浸漬1小 時(shí)，得催化劑前驅(qū)體；d.將步驟c所得催化劑前驅(qū)體在室溫條件下進(jìn)行還原廣3小時(shí)后，經(jīng)去離子水洗滌為 中性，控制pH=7 7. 5，再經(jīng)烘干，制得催化劑成品。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種制備一氧化碳常溫催化氧化催化劑的方法，其特征在于 所述步驟d中采用的還原劑為硼氫化鈉、水合胼或甲醛。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種一氧化碳常溫催化氧化催化劑及其制備方法。該催化劑以凹凸棒粘土為載體，負(fù)載有活性組分納米鈀和助劑五氧化二釩或三氧化鉬；其中活性組分納米鈀的質(zhì)量占載體質(zhì)量0.5~3%；助劑的質(zhì)量占載體質(zhì)量的0.1~2%；余下的為載體。該催化劑可有效克服對(duì)NOx、THC和SO2等有氣體對(duì)催化劑的毒化作用，延長(zhǎng)了其使用壽命。該催化劑具有高活性、高穩(wěn)定性、有效克服其他氣體對(duì)催化劑的毒化作用等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J23/44GK102059115SQ20101059521
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者何丹農(nóng), 劉洋, 周潔, 姚煒, 張豪杰, 眭艷輝, 金彩虹 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司