一种贵金属改性的铁-锌复合氧化物催化剂及其制备和应用_4

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直至使得最终洗涤水的PH值 为8. 0,洗涤水中硫酸根的浓度为0. lmol/1。
[0077] 将滤饼与去离子水混合均匀得混合浆料,二者混合质量比为1:1. 2,后将所得混合 浆料以180升/小时的流速输入气流式喷雾干燥造粒机,入口温度为300°C,出口温度为 200°C,得到催化剂前体微球。
[0078] 然后将该催化剂前体转移到红外加热器中,在120°C干燥12小时,然后转移到马 弗炉中,在600°C煅烧10小时,得到催化剂10#。通过S3500型激光粒度分布仪分析测得, 该催化剂颗粒的粒度为20-200微米。通过ICP分析测得,催化剂中各种元素的摩尔比为 Fe:Zn:Pt = 1:0.271:0. 025〇
[0079] 合成催化剂10#的XRD谱中显示出ZnFe2O4和a -Fe2O3的特征峰,证实通过本发明 的合成方法可以得到具有尖晶石结构的铁系催化剂。
[0080] 实施例11使用磷酸盐原料以喷雾成型的方式制备含铑的催化剂
[0081] 将550升去离子水、420千克磷酸铁、95千克磷酸锌、10千克磷酸铑(磷酸铑为市 售,购自成都艾科达化学试剂有限公司)加入2立方米反应釜内,以lOOr/min转速搅拌30 分钟得溶液A。将2千克田菁粉溶于3升的乙醇中得溶液B。在室温下,将溶液B加入溶液 A中并搅拌30分钟,得到澄清溶液。在剧烈搅拌条件下将5重量%的氨水滴入上述溶液中, 直到其PH = 7.0,在此过程中产生沉淀,形成浆液。然后在保持搅拌的同时将浆液的温度 升高到80°C,在此温度下保持0. 5小时以进行老化。用布氏漏斗对浆液进行过滤,用水对 过滤得到的固体进行洗涤,直至使得最终洗涤水的PH值为8. 0,洗涤水中硫酸根的浓度为 0·lmol/l〇
[0082] 将滤饼与去离子水混合均匀得混合浆料,二者混合质量比为1:1. 2,后将所得混合 浆料以150升/小时的流速输入气流式喷雾干燥造粒机,入口温度为320°C,出口温度为 230°C,得到催化剂前体微球。
[0083] 然后将该催化剂前体转移到红外加热器中,在80°C干燥50小时,然后转移到马 弗炉中,在800°C煅烧5小时,得到催化剂11#。通过S3500型激光粒度分布仪分析测得, 该催化剂颗粒的粒度为20-200微米。通过ICP分析测得,催化剂中各种元素的摩尔比为 Fe:Zn:Rh = 1:0.251:0.079〇
[0084] 合成催化剂11#的XRD谱中显示出ZnFe2O4和a -Fe2O3的特征峰,证实通过本发明 的合成方法可以得到具有尖晶石结构的铁系催化剂。
[0085] 实施例12使用硝酸盐原料以喷雾成型的方式制备含钌的催化剂
[0086] 将550升去离子水、420千克硝酸铁、95千克硝酸锌、10千克硝酸钌加入2立方米 反应釜内,以lOOr/min转速搅拌30分钟得溶液Α。将2千克甲基纤维素溶于3升的乙醇中 得溶液B。在室温下,将溶液B加入溶液A中并搅拌30分钟,得到澄清溶液。在剧烈搅拌条 件下将10重量%的氨水滴入上述溶液中,直到其PH = 7. 0,在此过程中产生沉淀,形成浆 液。然后在保持搅拌的同时将浆液的温度升高到80°C,在此温度下保持0. 5小时以进行老 化。用布氏漏斗对浆液进行过滤,用水对过滤得到的固体进行洗涤,直至使得最终洗涤水的 pH值为8. 0,洗涤水中磷酸根的浓度为0. lmol/1。
[0087] 将滤饼与去离子水混合均匀得混合浆料,二者混合质量比为1:1. 2,后将所得混合 浆料以100升/小时的流速输入气流式喷雾干燥造粒机,入口温度为250°C,出口温度为 180°C,得到催化剂前体微球。
[0088] 然后将该催化剂前体转移到红外加热器中,在150°C干燥5小时,然后转移到马 弗炉中,在700°C煅烧10小时,得到催化剂12#。通过S3500型激光粒度分布仪分析测得, 该催化剂颗粒的粒度为20-200微米。通过ICP分析测得,催化剂中各种元素的摩尔比为 Fe:Zn:Ru = 1:0.252:0.028〇
[0089] 合成催化剂12#的XRD谱中显示出ZnFe2O4和a -Fe2O3的特征峰,证实通过本发 明的合成方法可以得到具有尖晶石结构的铁系催化剂。
[0090] 实施例13使用硝酸盐原料以喷雾成型的方式制备含钯的催化剂
[0091] 将550升去离子水、420千克硝酸铁、95千克硝酸锌、10千克硝酸钯加入2立方米 反应釜内,以lOOr/min转速搅拌30分钟得溶液Α。将2千克甲基纤维素溶于3升的乙醇中 得溶液B。在室温下,将溶液B加入溶液A中并搅拌30分钟,得到澄清溶液。在剧烈搅拌条 件下将15重量%的氨水滴入上述溶液中,直到其PH = 9. 0,在此过程中产生沉淀,形成浆 液。然后在保持搅拌的同时将浆液的温度升高到80°C,在此温度下保持0. 5小时以进行老 化。用布氏漏斗对浆液进行过滤,用水对过滤得到的固体进行洗涤,直至使得最终洗涤水的 pH值为8. 0,洗涤水中硫酸根的浓度为0. lmol/1。
[0092] 将滤饼与去离子水混合均匀得混合浆料,二者混合质量比为1:1. 2,后将所得混合 浆料以200升/小时的流速输入气流式喷雾干燥造粒机,入口温度为150°C,出口温度为 100°C,得到催化剂前体微球。
[0093] 然后将该催化剂前体转移到红外加热器中,在120°C干燥20小时,然后转移到马 弗炉中,在500°C煅烧20小时,得到催化剂13#。通过S3500型激光粒度分布仪分析测得, 该催化剂颗粒的粒度为20-200微米。通过ICP分析测得,催化剂中各种元素的摩尔比为 Fe:Zn:Pd = 1:0.285:0. 04。
[0094] 合成催化剂13#的XRD谱中显示出ZnFe2O4和a -Fe2O3的特征峰,证实通过本发明 的合成方法可以得到具有尖晶石结构的铁系催化剂。
[0095] 实施例14使用硝酸盐原料以喷雾成型的方式制备含锇的催化剂
[0096] 将550升去离子水、420千克硝酸铁、95千克硝酸锌、10千克硝酸锇加入2立方米 反应釜内,以lOOr/min转速搅拌30分钟得溶液Α。将2千克甲基纤维素溶于3升的乙二醇 中得溶液B。在室温下,将溶液B加入溶液A中并搅拌30分钟,得到澄清溶液。在剧烈搅拌 条件下将10重量%的氨水滴入上述溶液中,直到其PH = 9. 0,在此过程中产生沉淀,形成浆 液。然后在保持搅拌的同时将浆液的温度升高到80°C,在此温度下保持0. 5小时以进行老 化。用布氏漏斗对浆液进行过滤,用水对过滤得到的固体进行洗涤,直至使得最终洗涤水的 pH值为8. 0,洗涤水中硫酸根的浓度为0. lmol/1。
[0097] 将滤饼与去离子水混合均匀得混合浆料,二者混合质量比为1:1. 2,后将所得混 合浆料以120升/小时的流速输入气流式喷雾干燥造粒机,入口温度为150°C,出口温度为 80°C,得到催化剂前体微球。
[0098] 然后将该催化剂前体转移到红外加热器中,在140°C干燥12小时,然后转移到马 弗炉中,在900°C煅烧5小时,得到催化剂14#。通过S3500型激光粒度分布仪分析测得, 该催化剂颗粒的粒度为20-200微米。通过ICP分析测得,催化剂中各种元素的摩尔比为 Fe:Zn :0s = 1:0.273:0.035〇
[0099] 合成催化剂14#的XRD谱中显示出ZnFe2O4和a -Fe2O3的特征峰,证实通过本发明 的合成方法可以得到具有尖晶石结构的铁系催化剂。
[0100] 实施例15使用硝酸盐原料以喷雾成型的方式制备含铱的催化剂
[0101] 将550升去离子水、420千克醋酸铁、95千克醋酸锌、10千克醋酸铱加入2立方米 反应釜内,以lOOr/min转速搅拌30分钟得溶液A。将2千克聚乙烯醇溶于3升的乙二醇中 得溶液B。在室温下,将溶液B加入溶液A中并搅拌30分钟,得到澄清溶液。在剧烈搅拌条 件下将25重量%的氨水滴入上述溶液中,直到其PH = 9. 0,在此过程中产生沉淀,形成浆 液。然后在保持搅拌的同时将浆液的温度升高到80°C,在此温度下保持0. 5小时以进行老 化。用布氏漏斗对浆液进行过滤,用水对过滤得到的固体进行洗涤,直至使得最终洗涤水的 pH值为8. 0,洗涤水中硝酸根的浓度为0. lmol/1。
[0102] 将滤饼与去离子水混合均匀得混合浆料,二者混合质量比为1:1. 2,后将所得混合 浆料以150升/小时的流速输入气流式喷雾干燥造粒机,入口温度为350°C,出口温度为 250°C,得到催化剂前体微球。
[0103] 然后将该催化剂前体转移到红外加热器中,在120°C干燥30小时,然后转移到马 弗炉中,在600°C煅烧10小时,得到催化剂15#。通过S3500型激光粒度分布仪分析测得, 该催化剂颗粒的粒度为20-200微米。通过ICP分析测得,催化剂中各种元素的摩尔比为 Fe:Zn:Ir = 1:0.27:0.015〇
[0104] 合成催化剂15#的XRD谱中显示ZnFe2O4和a -Fe2O3的特征峰,证实通过本发明的 合成方法可以得到具有尖晶石结构的铁系催化剂。
[0105] 对比例
[0106] 对比例1 :以实施例1所述的方法制备不含贵金属元素的Fe-Zn尖晶石的催化剂
[0107] 将550升去离子水、420千克硝酸铁、95千克硝酸锌加入2立方米反应釜内,以 lOOr/min转速搅拌30分钟得溶液Α。将1. 5千克田菁粉溶于3升的乙醇中得溶液Β。在 室温下,将溶液B加入溶液A中并搅拌30分钟,得到澄清溶液。在剧烈搅拌条件下将20重 量%的氨水滴入上述溶液中,直到其PH = 9. 0,在此过程中产生沉淀,形成浆液。然后在保 持搅拌的同时将浆液的温度升高到80°C,在此温度下保持0. 5小时以进行老化。用布氏漏 斗对浆液进行过滤,用水对过滤得到的固体进行洗涤,直至使得最终洗涤水的PH值为8. 0, 洗涤水中硝酸根的浓度为〇. Olmol/1。将滤饼输入挤条成型设备,得到长度5cm,直径3mm 的长条状催化剂前体。然后将该催化剂前体转移到红外加热器中,在120°C干燥12小时,然 后转移到马弗炉中,在600°C煅烧10小时,得到催化剂D1#。通过ICP分析测得,催化剂中 各种元素的摩尔比为Fe:Zn = 1:0. 256。
[0108] 对比例2考察沉淀终点的pH值的影响:较小的pH值
[0109] 按照实施例1的步骤,将550升去离子水、420千克硝酸铁、95千克硝酸锌、10千克 硝酸钼加入2立方米反应釜内,以lOOr/min转速搅拌30分钟得溶液A。将1. 5千克田菁粉 溶于3升的乙醇中得溶液B。在室温下,将溶液B加入溶液A中并搅拌30分钟,得到澄清 溶液。不同之处在于,在剧烈搅拌条件下将20重量%的氨水滴入上述溶液中,直到其PH = 5. 0,在此过程中产生沉淀,形成浆液。
[0110] 然后在保持搅拌的同时将浆液的温度升高到80
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