本發(fā)明屬于有害氣體催化劑技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種用于常溫常濕條件下催化消除一氧化碳和甲醛的催化劑及其制備方法。該催化劑可以在常溫常濕條件下完全催化氧化CO和甲醛氣體,產(chǎn)物只有二氧化碳和水。
背景技術(shù):
一直以來(lái),CO和甲醛常溫催化氧化是人們研究的熱點(diǎn),空氣污染問(wèn)題日益加劇,對(duì)環(huán)境和人類(lèi)的健康造成了極大地危害。其中,CO和甲醛是室內(nèi)空氣最嚴(yán)重的污染物之一。
CO是無(wú)色無(wú)味的氣體,因而極不容易被人們觀察到,CO被人體吸入肺內(nèi)后,擴(kuò)散到血液中,與血液中的血紅蛋白結(jié)合生成羥基化合物,CO與血紅蛋白的結(jié)合能力是氧與血紅蛋白結(jié)合能力的200多倍,而血紅蛋白與CO分解速度極慢,因此血紅蛋白與CO結(jié)合后,便失去了與氧結(jié)合的能力,從而使呼吸困難,造成身體各部分缺乏氧供應(yīng),使人體殘廢,甚至死亡。當(dāng)CO與空氣的體積比達(dá)到1:800時(shí),就會(huì)使人半小時(shí)內(nèi)死亡。近年來(lái),工業(yè)化國(guó)家每年向大氣中排放的CO數(shù)量驚人,因此,消除CO及如何控制CO排放量的問(wèn)題已迫在眉睫。CO的常溫常濕消除在汽車(chē)尾氣處理、空氣凈化、CO傳感器、密封系統(tǒng)(載人航天飛機(jī)、核潛艇等)以及民用設(shè)備等方面具有較強(qiáng)的使用價(jià)值。
目前,CO消除主要采取催化氧化的方法,可用于CO氧化反應(yīng)的催化劑可分為金屬氧化物催化劑和貴金屬催化劑。金屬氧化物催化劑價(jià)格低廉,原料易得,但是大多數(shù)金屬氧化物必須在高溫度(>300℃)下才能維持其活性,并且抗水性和抗硫中毒能力較差,限制了金屬氧化物的實(shí)際應(yīng)用。貴金屬催化劑在CO氧化中表現(xiàn)出較高的活性,研究比較多的貴金屬催化劑分別以Au,Pt等為主要活性組分。金基催化劑在室溫下甚至零度以下就可以將CO完全氧化,同時(shí)金基催化劑具有良好的抗水性,但是金基催化劑在高溫預(yù)處理及常溫儲(chǔ)存的過(guò)程中,金粒子容易發(fā)生聚集,而導(dǎo)致催化劑的活性下降。鉑基催化劑通過(guò)引入還原性載體,CO催化氧化活性得到很大的提高,其中過(guò)渡金屬氫氧化物擔(dān)載貴金屬鉑后表現(xiàn)出較好的CO催化氧化活性,但是由于氫氧化物的不穩(wěn)定性導(dǎo)致催化劑的穩(wěn)定性較差,因此載體的穩(wěn)定性很大程度上影響催化劑的穩(wěn)定性。鐵酸鹽是經(jīng)過(guò)高溫焙燒、具有尖晶石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定載體,并且具有較強(qiáng)的供氧能力,通過(guò)合成方法的調(diào)變制備具有大量配位不飽和氧的鐵酸鹽載體,從而制備具有高活性和高穩(wěn)定性的CO低溫催化氧化催化劑。與本發(fā)明最相近的現(xiàn)有技術(shù)是一份中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利,名稱(chēng)為“用于CO低溫消除的催化劑及其制備方法”,公開(kāi)號(hào)為CN100522351C。公開(kāi)的催化劑是金屬氫氧化物擔(dān)載的貴金屬鉑,即活性組分為金屬鉑,載體為鎳、鎂、鋅、鈷、鐵、銅、鈣、鋁、錳等金屬中的一種或兩種金屬氫氧化物?;钚越M分鉑以膠體沉淀法沉積到載體上;活性組分鉑與載體金屬的摩爾比為(0.1-10):100。金屬氫氧化物并不是穩(wěn)定的載體,催化劑的穩(wěn)定性有待于進(jìn)一步的提高。
甲醛是室內(nèi)空氣最嚴(yán)重的污染物之一。在常溫常壓下,甲醛是一種無(wú)色、有刺激性臭味的氣體,并且它具有可燃性,濃度較高時(shí)容易與空氣形成爆炸性混合物。甲醛具有很高的毒性,能夠引起過(guò)敏反應(yīng)以及呼吸道、鼻咽癌等疾病,嚴(yán)重危及人類(lèi)生命安全。表1具體列舉了甲醛暴露與健康效應(yīng)的劑量關(guān)系。
表1:甲醛暴露于健康效應(yīng)的劑量反應(yīng)關(guān)系
室內(nèi)空氣中甲醛來(lái)源于多方面,例如,凡是大量使用粘合劑的地方,均會(huì)有甲醛釋放。如,各種人造板材(刨花板、密度板、纖維板、膠合板等)中由于使用了脲醛樹(shù)脂粘合劑,因而可含有甲醛。新式家具的制作,墻面、地面的裝飾鋪設(shè),由于使用粘合劑,也會(huì)釋放甲醛。此外,某些化纖地毯、油漆涂料也含有一定量的甲醛。甲醛還可來(lái)自化妝品、清潔劑、殺蟲(chóng)劑、消毒劑、防腐劑、印刷油墨、紙張、紡織纖維等多種化工輕工產(chǎn)品。因此如何消除室內(nèi)甲醛等污染物成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
目前,消除甲醛的主要方法有生物法、吸附法、化學(xué)反應(yīng)法、等離子體技術(shù)和催化氧化技術(shù)。從甲醛消除的徹底性和優(yōu)缺點(diǎn)來(lái)看,催化氧化技術(shù)是消除甲醛最直接有效地方式。目前一些關(guān)于室溫氧化消除甲醛的報(bào)道,如專(zhuān)利號(hào)ZL200410047973.7、ZL200710121423.9、ZL200410102873.3等,但上述報(bào)道的催化劑同樣存在穩(wěn)定性差,不利于長(zhǎng)期貯存和使用的缺點(diǎn),不利于催化劑的商業(yè)化大規(guī)模推廣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,本發(fā)明提供一種用于常溫常濕條件下催化消除CO和甲醛的催化劑及其制備方法,可有效解決上述問(wèn)題。該催化劑的成功開(kāi)發(fā)是在充分考慮到以往研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了大量的探索的結(jié)果。該催化劑制備方法簡(jiǎn)單,使用穩(wěn)定性較高的尖晶石結(jié)構(gòu)氧化物做載體和極其少量的貴金屬作為活性組分,使用膠體沉積法制備。本發(fā)明的催化劑具有較強(qiáng)的氧化還原能力,在貴金屬負(fù)載量相對(duì)較低的情況下,能夠?qū)崿F(xiàn)甲醛的常溫有效消除,并且具有較高的穩(wěn)定性。所提供的催化劑在常溫(15~30℃之間)、常濕(水汽絕對(duì)含量為0.5vol%~2vol%)條件下即可將CO和甲醛完全轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水,無(wú)副產(chǎn)物產(chǎn)生。
本發(fā)明的催化劑是將貴金屬活性組分沉積到含有助劑的尖晶石結(jié)構(gòu)氧化物載體上形成的負(fù)載型貴金屬催化劑,貴金屬活性組分占催化劑總質(zhì)量的0.1%~5%,優(yōu)選范圍為1~2%;以堿金屬元素計(jì),助劑占催化劑總質(zhì)量的0.01%~0.25%,優(yōu)選范圍為0.10~0.15%。
所述的尖晶石結(jié)構(gòu)氧化物載體為鐵酸鎂、鐵酸鈣、鐵酸鍶、鐵酸鋇、鐵酸鈷、鐵酸鎳、鐵酸銅、鐵酸鋅、鐵酸錳中的一種或兩種。
所述的貴金屬活性組分為鉑單質(zhì)或者鉑氧化物(PtO2、PtO4)。
所述助劑為鈉的氧化物(Na2O)。
為了對(duì)本發(fā)明的催化劑進(jìn)行反應(yīng)評(píng)價(jià),采用1.0vol%CO或甲醛,5vol%O2,1.8vol%水蒸氣,92.2vol%Ar為平衡氣為反應(yīng)進(jìn)料組,空速為1×103~9×105,催化劑用量為20~100mg進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明催化劑在15~30℃即具有非常好的CO和甲醛氧化性能,還具有良好的抗水性。
本發(fā)明所述的用于常溫常濕條件下催化消除一氧化碳和甲醛的催化劑的制備方法為膠體沉淀法。制備過(guò)程分為鉑膠體的制備、尖晶石結(jié)構(gòu)氧化物載體的制備和引入助劑、鉑膠體在尖晶石結(jié)構(gòu)氧化物載體上的沉積以及活化處理過(guò)程。
所述的鉑膠體的制備是將鉑鹽溶于乙二醇中,然后加入NaOH的乙二醇溶液調(diào)節(jié)pH=10~13;鉑鹽與氫氧化鈉的物質(zhì)的量比為0.0112~0.0180:1,鉑鹽與乙二醇的物質(zhì)的量比為3.8×10-4~6.0×10-4:1,攪拌后在100~140℃下加熱處理0.5~1h,得到鉑膠體。
所用的鉑鹽可以是H2PtCl6·6H2O,也可以是其他鉑鹽(Pt(NO3)2,Pt(C5H7O2)2)。
所述的尖晶石結(jié)構(gòu)氧化物載體采用固相合成法制備。固相合成法是通過(guò)研磨金屬鹽前驅(qū)體與氫氧化鈉、氯化鈉的混合物得到前驅(qū)混合物,再將得到的前驅(qū)混合物通過(guò)馬弗爐焙燒(焙燒的溫度為600~900℃,時(shí)間3~5h),水洗后得到含有助劑(Na2O)的尖晶石結(jié)構(gòu)氧化物載體。其中,金屬鹽前驅(qū)體為鎂、鈣、鍶、鋇、錳、鈷、鎳、銅或鋅的硫酸鹽、硝酸鹽、醋酸鹽或氯化鹽之一與硝酸鐵的混合物,其中鎂、鈣、鍶、鋇、錳、鈷、鎳、銅、鋅的硫酸鹽、硝酸鹽、醋酸鹽或氯化鹽與硝酸鐵的物質(zhì)的量比為1:2,氫氧化鈉與硝酸鐵的物質(zhì)的量比為3~6:1,氯化鈉與硝酸鐵的物質(zhì)的量比為4~7:1。
所述鉑膠體在尖晶石結(jié)構(gòu)氧化物載體上的沉積,是向鉑膠體(5~15mL)中加入尖晶石結(jié)構(gòu)氧化物載體(0.5~5g)和去離子水(5~15mL),均勻分散后置于80~90℃的水浴中處理10~15h,然后將混合物用去離子水洗滌、抽濾、干燥。
為了使本發(fā)明的催化劑具有更佳的CO和甲醛低溫消除的效果,對(duì)制備好的催化劑再進(jìn)行活化處理,所說(shuō)的活化處理過(guò)程是將干燥后得到的催化劑壓片研磨制成40~60目的顆粒,在50~250℃下,空氣中活化處理0.5~2h,最優(yōu)化的條件是在150℃下處理1h。
CO和甲醛催化活性通過(guò)一套固定床反應(yīng)系統(tǒng)評(píng)價(jià),催化劑放置在石英管里,兩端用石英棉固定,將石英管置于管式爐中進(jìn)行控溫或升溫評(píng)測(cè),通過(guò)催化劑床層的氣體通過(guò)島津色譜(GC-8A)檢測(cè)。
CO或甲醛轉(zhuǎn)化率:
上述公式中,COin代表通過(guò)催化劑床層前的CO的含量,COout代表通過(guò)催化劑床層后的CO的含量;甲醛in代表通過(guò)催化劑床層前的甲醛的含量,甲醛out代表通過(guò)催化劑床層后的甲醛的含量。通過(guò)配制不同濃度的CO和甲醛氣體,在島津色譜(GC-8A)上得到不同濃度的CO和甲醛得響應(yīng)值,作CO和甲醛的標(biāo)準(zhǔn)曲線,通過(guò)得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算轉(zhuǎn)化率。
與其他類(lèi)型的CO和甲醛氧化消除催化劑相比,本發(fā)明的催化劑具有的特點(diǎn)為:
1、具有非常高的低溫氧化活性,在優(yōu)選條件下能夠完全氧化CO和甲醛。
2、催化劑具有較強(qiáng)的抗水能力,能夠在常濕條件下實(shí)現(xiàn)CO和甲醛的催化氧化。
3、催化劑的壽命較長(zhǎng),優(yōu)選條件下催化劑能夠運(yùn)行100h以上。
4、在催化劑的整個(gè)制備過(guò)程中活性組分鉑幾乎不發(fā)生損失,活性組分的貴金屬利用率很高。
5、催化劑制備過(guò)程簡(jiǎn)單,載體材料易得,成本降低。
6、催化劑具有較高的穩(wěn)定性,在常溫(15~30℃之間)、常濕(水汽絕對(duì)含量為0.5vol%~2vol%)條件下放置,能夠保持較高的活性穩(wěn)定性。
附圖說(shuō)明
圖1:Pt/NiFe2O4催化劑高分辨電鏡照片;圖(1)、(2)、(3)、(4)的分辨率逐漸提高,對(duì)應(yīng)實(shí)施例2,從高分辨電鏡照片可以看出Pt均勻的分散在尖晶石鐵酸鎳載體上。
圖2:Pt/AFe2O4(A=Mg、Ca、Sr、Ba、Mn、Co、Ni、Cu、Zn)催化劑的XRD譜圖,對(duì)應(yīng)實(shí)施例2和實(shí)施例6,從XRD圖中可以看出Pt/AFe2O4(A=Mg、Ca、Sr、Ba、Mn、Co、Ni、Cu、Zn)催化劑均具有尖晶石結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
為了更清楚的說(shuō)明本發(fā)明,列舉以下對(duì)比例和實(shí)施例,便于理解本發(fā)明的具體技術(shù)方案,但其對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍無(wú)任何限制。
實(shí)施例1:制備Pt膠體
將0.0736g氯鉑酸(0.0453gPt(NO3)2或0.0559gPt(C5H7O2)2)溶于10mL乙二醇中,用氫氧化鈉的乙二醇溶液(1.25mol/L)調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH=12,室溫?cái)嚢?.5h,然后在140℃處理0.5h,得到15mL Pt膠體??筛鶕?jù)Pt膠體的需求量調(diào)變各組分的比例。
實(shí)施例2:制備鉑質(zhì)量含量為0.1%~5%的Pt/NiFe2O4催化劑
固相合成法:取硝酸鎳、硫酸鎳、醋酸鎳和氯化鎳中的一種(0.02mol)、硝酸鐵(0.04mol)、氯化鈉(0.16mol)和氫氧化鈉(0.20mol),于研缽中研磨0.5h,于馬弗爐中700℃焙燒3h,降到室溫后用蒸餾水洗滌去除多余的離子,100℃烘12h,得到4.7g鐵酸鎳載體,助劑含量為0.10%??筛鶕?jù)載體的需求量調(diào)變各組分的比例。
將得到的鐵酸鎳載體加入到實(shí)施例1的Pt膠體中,再加入與膠體相同體積的去離子水,室溫下攪拌2h,放入85℃油浴中12h,然后將上述混合物過(guò)濾、去離子水洗滌至無(wú)其他離子,80℃干燥12h,分別得到鉑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%~5%的Pt/NiFe2O4催化劑。
催化劑在進(jìn)行反應(yīng)評(píng)價(jià)前,可壓片研磨制成40-60目的顆粒,在150℃下,氧氣氣氛下活化焙燒1h。反應(yīng)溫度25℃,進(jìn)料組成為1.0vol%CO或甲醛,5vol%O2,1.8vol%水蒸氣,92.2vol%Ar,空速為9×104mL·g-1·h-1,催化劑用量為100mg。
表2:實(shí)施例2的反應(yīng)條件及結(jié)果
從表2可以看出,催化劑的活性隨著鉑含量的增加逐漸升高,在鉑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí),常溫常濕條件下能夠?qū)崿F(xiàn)CO和甲醛完全催化氧化,在目前的評(píng)價(jià)條件下,鉑質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)1%,均能實(shí)現(xiàn)CO和甲醛完全催化氧化。
實(shí)施例3:不同方法制備的鐵酸鎳擔(dān)載鉑催化劑
固相合成法:取硝酸鎳、硫酸鎳、醋酸鎳和氯化鎳中的一種(0.02mol)、硝酸鐵(0.04mol)、氯化鈉(0.16mol)和氫氧化鈉(0.20mol),于研缽中研磨0.5h,于馬弗爐中700℃焙燒3h,降到室溫后用蒸餾水洗滌去除多余的離子,100℃烘12h,得到4.7g鐵酸鎳載體??筛鶕?jù)載體的需求量調(diào)變各組分的比例。
檸檬酸法:取硝酸鎳、硫酸鎳、醋酸鎳和氯化鎳中的一種(0.02mol)、硝酸鐵(0.04mol)溶于20mL水中,加入5.6g檸檬酸和氯化鈉(0.36mol),溶解后加熱形成凝膠,將凝膠于馬弗爐中700℃燒3h,降到室溫后用蒸餾水洗滌去除多余的離子,100℃烘12h,得到4.7g鐵酸鎳載體??筛鶕?jù)載體的需求量調(diào)變各組分的比例。
共沉淀法:取硝酸鎳、硫酸鎳、醋酸鎳和氯化鎳中的一種(0.02mol)、硝酸鐵(0.04mol)和氯化鈉(0.30mol)溶于20mL水中,滴入1mol/L氫氧化鈉水溶液中形成沉淀,調(diào)pH=9,將沉淀于馬弗爐中700℃燒3h,降到室溫后用蒸餾水洗滌去除多余的離子,100℃烘12h,得到4.7g鐵酸鎳載體。可根據(jù)載體的需求量調(diào)變各組分的比例。
將得到的鐵酸鎳載體加入到實(shí)施例1中的膠體中,加入與膠體相同體積的蒸餾水,室溫下攪拌2h,放入85℃油浴中12h,然后將上述混合物過(guò)濾、洗滌至無(wú)其他離子,80℃干燥12h,得到2.8g Pt/MgFe2O4催化劑。
催化劑在進(jìn)行反應(yīng)評(píng)價(jià)前,可制成40-60目的顆粒,在150℃下,氧氣氣氛下焙燒1h。反應(yīng)溫度25℃,進(jìn)料組成為1.0vol%CO或甲醛,5vol%O2,1.8vol%水蒸氣,92.2vol%Ar,空速為9×104mL·g-1·h-1,催化劑用量為100mg。
表3:實(shí)施例3的反應(yīng)條件及結(jié)果
從表3可以看出,固相合成法合成的鐵酸鎳載體擔(dān)載鉑后表現(xiàn)出最優(yōu)的活性,在常溫常濕條件下,能夠?qū)崿F(xiàn)CO和甲醛完全催化氧化。
實(shí)施例4:不同活化溫度焙燒制備的Pt/NiFe2O4催化劑
固相合成法:取硝酸鎳、硫酸鎳、醋酸鎳和氯化鎳中的一種(0.02mol)、硝酸鐵(0.04mol)、氯化鈉(0.16mol)和氫氧化鈉(0.20mol),于研缽中研磨0.5h,于馬弗爐中700℃焙燒3h,降到室溫后用蒸餾水洗滌去除多余的離子,100℃烘12h,得到4.7g鐵酸鎳載體??筛鶕?jù)載體的需求量調(diào)變各組分的比例。
將得到的鐵酸鎳載體加入到實(shí)施例1中的膠體中,加入與膠體相同體積的蒸餾水,室溫下攪拌2h,放入85℃油浴中12h,然后將上述混合物過(guò)濾、洗滌至無(wú)其他離子,80℃干燥12h,得到2.8g Pt/NiFe2O4催化劑。
催化劑在進(jìn)行反應(yīng)評(píng)價(jià)前,可制成40-60目的顆粒,在50~250℃下,氧氣氣氛下活化焙燒1h。反應(yīng)溫度25℃,進(jìn)料組成為1.0vol%CO或甲醛,5vol%O2,1.8vol%水蒸氣,92.2vol%Ar,空速為9×104mL·g-1·h-1,催化劑用量為100mg。
表4:實(shí)施例4的反應(yīng)條件及結(jié)果
從表4可以看出,催化劑活化焙燒溫度為150℃時(shí),在常溫常濕條件下能夠?qū)崿F(xiàn)CO和甲醛的完全催化氧化。
實(shí)施例5:不同活化焙燒時(shí)間的Pt/NiFe2O4
固相合成法:取硝酸鎳、硫酸鎳、醋酸鎳和氯化鎳中的一種(0.02mol)、硝酸鐵(0.04mol)、氯化鈉(0.16mol)和氫氧化鈉(0.20mol),于研缽中研磨0.5h,于馬弗爐中700℃焙燒3h,降到室溫后用蒸餾水洗滌去除多余的離子,100℃烘12h,得到4.7g鐵酸鎳載體??筛鶕?jù)載體的需求量調(diào)變各組分的比例。
將得到的鐵酸鎳載體加入到實(shí)施例1中的膠體中,加入與膠體相同體積的蒸餾水,室溫下攪拌2h,放入85℃油浴中12h,然后將上述混合物過(guò)濾、洗滌至無(wú)其他離子,80℃干燥12h,得到2.8gPt/NiFe2O4。
催化劑在進(jìn)行反應(yīng)評(píng)價(jià)前,可制成40-60目的顆粒,在150℃下,氧氣氣氛下活化焙燒0.5~2.5h。反應(yīng)溫度25℃,進(jìn)料組成為1.0vol%CO或甲醛,5vol%O2,1.8vol%水蒸氣,92.2vol%Ar,空速為9×104mL·g-1·h-1,催化劑用量為100mg。
表5:實(shí)施例5的反應(yīng)條件及結(jié)果
從表5可以看出,隨著催化劑活化焙燒時(shí)間的增加,催化劑活性先升高后下降。在活化焙燒時(shí)間為1h時(shí),在常溫常濕條件下,能夠?qū)崿F(xiàn)CO和甲醛的完全催化氧化。
實(shí)施例6:制備鉑質(zhì)量含量為1%的Pt/AFe2O4(A=Mg、Ca、Sr、Ba、Mn、Co、Ni、Cu、Zn)
固相合成法:取硝酸鎳、硫酸鎳、醋酸鎳或氯化鎳中的一種(0.02mol,或Mg、Ca、Sr、Ba、Mn、Co、Cu、Zn的硝酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽、氯化鹽中的一種,同為0.02mol)、硝酸鐵(0.04mol)、氯化鈉(0.16mol)和氫氧化鈉(0.20mol),于研缽中研磨0.5h,于馬弗爐中700℃焙燒3h,降到室溫后用蒸餾水洗滌去除多余的離子,100℃烘12h,得到4.7g鐵酸鹽載體??筛鶕?jù)載體的需求量調(diào)變各組分的比例。
將得到的鐵酸鹽載體加入到實(shí)施例1中的膠體中,加入與膠體相同體積的蒸餾水,室溫下攪拌2h,放入85℃油浴中12h,然后將上述混合物過(guò)濾、洗滌至無(wú)其他離子,80℃干燥12h,得到2.8g Pt/AFe2O4(A=Mg、Ca、Sr、Ba、Mn、Co、Ni、Cu、Zn)催化劑。
催化劑在進(jìn)行反應(yīng)評(píng)價(jià)前,可制成40-60目的顆粒,在150℃下,氧氣氣氛下活化焙燒1h。反應(yīng)溫度25℃,進(jìn)料組成為1.0vol%CO或甲醛,5vol%O2,1.8vol%水蒸氣,92.2vol%Ar,空速為9×104mL·g-1·h-1,催化劑用量為100mg。
表6:實(shí)施例6的反應(yīng)條件及結(jié)果
從表6可以看出,在常溫常濕條件下,鐵酸錳、鐵酸鈷、鐵酸鎳載體擔(dān)載鉑后表現(xiàn)出最優(yōu)的活性。
實(shí)施例7:鉑含量為1%的Pt/AFe2O4(A=Mg、Ca、Sr、Ba、Mn、Co、Ni、Cu、Zn)催化劑在不同空速下評(píng)價(jià)
催化劑在進(jìn)行反應(yīng)評(píng)價(jià)前,可制成40-60目的顆粒,在150℃下,氧氣氣氛下焙燒1h。反應(yīng)溫度25℃,進(jìn)料組成為1.0vol%CO或甲醛,5vol%O2,1.8vol%水蒸氣,92.2vol%Ar,空速范圍為:1×103~9×105mL·g-1·h-1,催化劑用量為100mg。
表7:實(shí)施例7的反應(yīng)條件及結(jié)果
從表7可以看出,1%Pt/AFe2O4(A=Mg、Ca、Sr、Ba、Mn、Co、Ni、Cu、Zn)催化劑隨著空速增大,活性都呈下降趨勢(shì),其中Pt/MnFe2O4、Pt/CoFe2O4、Pt/NiFe2O4表現(xiàn)出最優(yōu)的活性。
實(shí)施例8:鉑含量為1%的Pt/AFe2O4(A=Mg、Ca、Sr、Ba、Mn、Co、Ni、Cu、Zn)催化劑壽命評(píng)價(jià)
催化劑在進(jìn)行反應(yīng)評(píng)價(jià)前,可制成40-60目的顆粒,在150℃下,氧氣氣氛下焙燒1h。反應(yīng)溫度25℃,進(jìn)料組成為1.0vol%CO或甲醛,5vol%O2,1.8vol%水蒸氣,92.2vol%Ar,空速為9×104mL·g-1·h-1,催化劑用量為100mg,反應(yīng)時(shí)間20~100h。
表8:實(shí)施例8的反應(yīng)條件及結(jié)果
從表8可以看出,隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng),Pt/MnFe2O4、Pt/CoFe2O4、Pt/NiFe2O4表現(xiàn)出較好的催化活性穩(wěn)定性。
實(shí)施例9:鉑含量為1%的Pt/AFe2O4(A=Mg、Ca、Sr、Ba、Mn、Co、Ni、Cu、Zn)催化劑和Pt/Fe(OH)x長(zhǎng)時(shí)間放置后評(píng)價(jià)
在此實(shí)施例中,1%Pt/Fe(OH)x催化劑也引入對(duì)比體系中,該催化劑的合成借鑒專(zhuān)利“用于CO低溫消除的催化劑及其制備方法”,公開(kāi)號(hào)為CN100522351C。催化劑制成40-60目的顆粒,在150℃下,氧氣氣氛下焙燒1h。常溫常濕條件下放置2~12個(gè)月。催化劑評(píng)價(jià)時(shí)反應(yīng)溫度25℃,進(jìn)料組成為1.0vol%CO或甲醛,5vol%O2,1.8vol%水蒸氣,92.2vol%Ar,空速為9×104mL·g-1·h-1,催化劑用量為100mg。
表9:實(shí)施例9的反應(yīng)條件及結(jié)果
從表9可以看出,隨著催化劑放置時(shí)間的延長(zhǎng),Pt/MnFe2O4、Pt/CoFe2O4、Pt/NiFe2O4表現(xiàn)出較好的催化活性穩(wěn)定性。
通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可以看出,本發(fā)明制備得到的催化劑,經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)條件的探索和優(yōu)化,能夠?qū)崿F(xiàn)CO和甲醛的高效消除,CO和甲醛的消除率均在90%以上,因此,對(duì)CO和甲醛的消除率非常高。而且,上述催化劑密封儲(chǔ)存1年后,也能夠在上述相同條件下,將CO和甲醛高效去除,進(jìn)一步證實(shí)了其儲(chǔ)存穩(wěn)定性能。
申請(qǐng)人聲明,上述示例是為了說(shuō)明本發(fā)明催化劑的詳細(xì)組成,并不意味著本發(fā)明催化劑局限于上述詳細(xì)組成。所屬領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員應(yīng)該明了,對(duì)本發(fā)明催化劑中原料,各組分的配比以及制備方法的選擇等均在本發(fā)明申請(qǐng)保護(hù)和公開(kāi)范圍之內(nèi)。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù)范圍。