一种用于消除烟气中一氧化碳的催化剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种化学催化剂，特别设及一种用于烟气中消除一氧化碳的催化剂。
【背景技术】
[0002] 烟气除了含有氧气、氮气，二氧化碳，还含有一氧化碳、氮氧化物等有害物质，C0是 一种典型的可燃有毒化合物，它可与人体血红蛋白结合，削弱其输氧能力，进而损害人的 中枢神经系统，对人体危害极大。研究表明，当空气中C0含量达到1. 2%时，会在l-3min内 致人死亡。随着国民经济的迅猛发展，各种机动车辆造成的尾气污染（C0、NOx、肥等），对 我国各大城市雾靈天气的形成产生了重要影响。据资料统计，目前我国城市中汽车排气造 成的空气污染占各种污染源总量的一半W上，其中C0是汽车尾气中有害物质浓度最高的 一种成分。
[0003] 通常，C0的消除主要有两类方法：物理法和化学法。物理法主要包括变压吸附法、 高溫金属膜分离法、低溫聚合物膜分离法和溶剂吸收法；化学法主要有低溫变换反应法、甲 烧化反应法和催化氧化法。在众多方法中，催化氧化法因具有操作溫度低、燃烧效能高和环 境友好等特点被认为是最有效的一种方法。
[0004] 在许多实际应用过程如原料重整气、机动车燃烧尾气、矿井、潜艇内W及氨燃料电 池中C0的消除，都存在水蒸汽和二氧化碳，要求在水蒸汽和二氧化碳等存在条件下，催化 剂仍具有良好的C0低溫氧化性能。而催化剂的应用实践证实，当反应气中含有C〇2和Η2〇 时，贵金属催化剂催化活性急剧下降，非贵金属催化剂则非常容易失效。因此，防止催化 剂失活，就成为C0低溫催化剂研究面临的最大挑战。 阳0化]多年来，研究者针对C0低溫催化氧化反应运一主题，在催化剂材料设计、制备及 应用方面开展了许多研究工作，主要集中于贵金属和非贵金属两类催化剂的研究。非贵金 属催化剂的研究，主要集中在对巧铁矿型催化剂和化、Co、Μη等过渡金属氧化物催化剂方 面。研究结果表明，运类非贵金属催化剂虽然价格低廉，但其性能与贵金属（Au，Pt，Pd等） 催化剂相比有一定差距，而且容易失活。而贵金属催化剂如Pt、Pt化、Au等WW尽管价格 相对较贵，但由于其对C0氧化催化在较低溫度下有较好的活性和稳定性，被认为是C0低溫 催化氧化的首选催化剂。如Torres等W制得的Au/MnOX催化剂，在溫度低于273K时，C0 氧化的转化率可W达到100%。
[0006] 研究人员对催化剂本身的失活原因进行了研究。根据文献报道，C0催化反应机理 遵从Langmuir-Hinshelwood机理，气相C0竞争吸附在催化剂表面吸附位上，C〇2与催化剂 表面0H及晶格氧反应形成的HCO;和C?^，CO；会逐渐聚集阻碍反应物种的吸附，最终 导致催化剂失活。水蒸气使催化剂失活过程可能是水蒸气和C0在催化剂表面竞争活性位 而占优势，阻碍了C0和化的吸附的结果。而不同催化剂载体提供的活性位性质不同，导致 催化剂抗水蒸气能力产生差异。
[0007] 综上所述，C0催化氧化成为催化领域研究人员关注的焦点之一，研究也取得了显 著的成果，但是还存在诸如抗水汽和二氧化碳中毒催化剂的研发进展不大、催化剂失活机 理方面的研究不够深入和对低溫常湿条件下影响催化剂稳定性的因素没有系统研究等问 题。
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的技术问题是提供一种活性高、稳定性高的用于消除烟气中一氧化 碳的催化剂及其制备方法。其核屯、是，提高催化剂在高水汽和高二氧化碳环境下消除一氧 化碳能力和反应稳定性。
[0009] 为解决该技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0010] 一种用于消除烟气中一氧化碳催化剂，该催化剂由载体和活性组分组成，催化剂 载体由Ce化、Zr〇2和Y2〇3组成；活性组分由Pd、Ag、Pt和化组成。
[00川该催化剂的制备方法为：将Ce伽)4、Zr伽)4、Y伽)3、薦糖，按质量比为55:30:5:10,经过研磨混合均匀后得到固体粉末，上述lOOg固体粉末加到100ml的 Pd(N03)2、AgN03混合水溶液中，水溶液中含Pd为0. 1-0. 3g，含Ag为0. 05-0. 15g，经过浸 溃、经110°C干燥，然后在氮气气氛下500°C赔烧，再经过空气气氛500°C赔烧，得到Pd-Ag/ Ce02-Zr02-Y203催化剂。 阳01 引 取Pd-Ag/Ce02-Zr02-Y203催化剂lOOg，加到 100ml的Pt(NO3)2、化(N03)2混合水溶 液中，水溶液中含Pt为0. 2-0. 5g，含化为0. 05g，经过浸溃、经11(TC干燥，然后在空气气氛 下500°C赔烧，得到本发明的Pt-Cu/Pd-Ag/Ce02-Zr02-Y203催化剂。
[0013] 采用本发明的制备方法制得的催化剂具有催化活性高，热稳定性好，能有效消除 消除烟气中的一氧化碳。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例对本发明做出进一步的具体说明，但本发明并不限于运些实施 例。 阳〇1引实施例1
[0016] 将06(0巧4、2^0巧4、￥(0巧3、薦糖，按质量比为55:30:5:10，经过研磨混合均匀后 得到固体粉末。上述lOOg固体粉末加到100ml的含有PdO.Ig的Pd(N〇3)2和含Ago. 05g的 AgN〇3混合水溶液中，经过浸溃、经110°C干燥，然后在氮气气氛下500°C赔烧，再经过空气气 氛 500°C赔烧，得到Pd-Ag/Ce〇2-Zr〇2-Y2〇3催化剂。
[0017] 取Pd-Ag/Ce〇2"Zr〇2-Y2〇3催化剂lOOg，加到 100ml的含Pt0. 2g的Pt(NO3)2和含 有化0.〇5g的化(n〇3)2混合水溶液中，经过浸溃、经n〇°C干燥，然后在空气气氛下500°C赔 烧，得到Pt-Cu/Pd-Ag/Ce〇2-Zr〇2-Y2〇3催化剂。 阳〇1引实施例2
[0019] 将06(0巧4、2^0巧4、￥(0巧3、薦糖，按质量比为55:30:5:10，经过研磨混合均匀后 得到固体粉末。上述lOOg固体粉末加到100ml的含有PdO. 2g的Pd(N〇3)2和含Ago. 15g的 AgN〇3混合水溶液中，经过浸溃、经110°C干燥，然后在氮气气氛下500°C赔烧，再经过空气气 氛 500°C赔烧，得到Pd-Ag/Ce〇2-Zr〇2-Y2〇3催化剂。
[0020] 取Pd-Ag/Ce〇2-Zr〇2-Y2〇3催化剂lOOg，加到 100ml的含Pt0. 2g的Pt(NO3)2和含 有0. 05g化的化(N03)2混合水溶液中，经过浸溃、经ll〇°C干燥，然后在空气气氛下500°C 赔烧，得到Pt-Cu/Pd-Ag/Ce〇2-Zr〇2-Y2