用于氧化/还原反应的铂基催化剂及其应用的制作方法

专利名称：用于氧化/还原反应的铂基催化剂及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于氧化/还原反应的铂基催化剂及其应用。更具体地 说，本发明涉及一种用于氧化/还原反应的铂基催化剂及其应用，该催化剂是 通过将载体用催化剂组合物浸渍、干燥以及煅烧浸渍的催化剂组合物而制得 的，所述催化剂组合物含有选自铈、锆和铼中的至少一种金属的水溶性盐、 水溶性铂盐、烯化氧和水。当该催化剂被用于氧化/还原反应时，可以表现出 良好的催化活性。
背景技术：
在许多化学过程中，水煤气变换反应是一个重要的反应步骤。特别是当 化石燃料，例如烃类或醇类，被重整用来生产近来倍受关注的用作燃料电池 燃料的氢气时，重整气中所含的一氧化碳在水蒸汽的存在下可以被转化成二 氧化碳，以致可以降低导致使燃料电池(特别是聚合物电极燃料电池)中电 极催化剂性能下降的一氧化碳的量，同时可以提高氢气产量，如下面的反应 方程式所示
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水煤气变换反应广泛应用于需要大量氢气的大规模生产，例如石化工业 中，其催化剂是公知的。该反应是一个温和的放热反应，需要在低温下进行， 以便将一氧化碳的量降低到特定的或更低的浓度。通常，两类水煤气变换反 应器被用于商业化过程中。
水煤气变换反应包括在350-45(TC的高温下进行的高温水煤气变换反应 和在190-260。C的温度下进行的低温水煤气变换反应[Catalyst Handbook 2nd Edition (催化手册第二版)]。
用于高温水煤气变换反应的铁-铬氧化物催化剂的优点在于，在操作中
易于提高催化床的温度，但是这种催化剂在300°C (通常为350°C)或以下
显示出低的活性。根据热动力学平衡，用于低温水煤气变换反应的铜-锌-氧
化铝催化剂在190-26(TC的温度下可以将一氧化碳处理到很低的浓度，但是 温度高于25(TC时，容易失活，并且暴露于氧气时，有自动氧化的趋势，因 此在其替换时需要特别小心。由于这个原因，需要这样一种水煤气轮换催化 剂，其可以在25(TC到35(TC的温度范围内使用，具有高的活性，即使暴露 于氧气，其活性也不会急剧降低。
与这一需求相关的，例如，日本专利特开No. 2004-000949、美国专利 No. 6,846,475和日本专利特开No. 2004-284912公开了满足这个要求的铂贵 金属催化剂。最近，报道了一种含有作为主成分的铂和负载在铈土、氧化锆 或二氧化钛这样的载体上的活性共催化剂的催化剂对水煤气变换反应十分 有用[Journal of Catalysis 225(2005) 327-336， Catalysis Today 99(2005) 257]。虽 然，已公知作为用于水煤气变换反应的铂基催化剂的催化剂载体，二氧化钛、 铈土和氧化锆都是优秀的。但是，很难赋予这些金属氧化物高的比表面积、 孔体积和力学强度，这些性质适合催化剂载体。因此，为了制备具有这些优 良性质的金属氧化物载体，人们付出了巨大的代价。
例如，日本专利特开No. 2000-178007、韩国专利特开No. 2004-0063130 以及美国专利No. 6,723,298公开了以更经济和工业化有利的方式来制备催 化剂的方法，即在如氧化铝这样的具有大的比表面积、好的孔隙生长和高的 力学强度同时价廉的金属氧化物载体上添加铈或锆。
然而，这些已有技术为了增强添加铈等的效应[韩国专利特开No. 2004-0063130]，或者严格限制了铂前躯体，或者采用复杂的制备过程。特别 的是，为了使铂被负载到铈土上而不只是氧化铝上，过量的铈首先被负载到 如氧化铝这样的载体上，然后干燥、煅烧，在氧化铝载体表面形成铈土 (氧
化铈)层。此后，铂水溶液又被负载到含有铈土的氧化铝载体上，干燥、煅
烧，从而制得催化剂[美国专利No. 6,723,298和美国专利公开No. 2002/0061277A1]。
为什么限制前躯体和多步过程不可避免地用于现有技术，原因是当使用 如氯铂酸(H2PtCl6 xH20)这样的强酸且含卤素的铂前躯体时，酸性前躯 体将优先被吸收到氧化铝的碱性位点上，最终主要分布在氧化铝的表面上， 以致添加铈以促进催化活性的效应不显著。另外，已知如氯这样的卤素可以 降低催化活性。由于上述两个原因，为了充分显现添加铈的效应，通常，或 者过度提高铂的含量以便提高与铈相邻的铂的量，或者使用不含如氯这样的 卤素的铂前躯体，[韩国专利特开No. 2004-0063130和美国专利No. 6,846,475]。
同时，在己有技术中已经采用了包括铈土、氧化锆和铈土组合物在内的 储氧材料。用于净化废气的三元催化剂在很窄的约为14.6的燃料-空气比范 围内，显示出优良的一氧化碳(CO)、烃类、氮的氧化物(NOx)等的转化 率，但在偏离上述范围的空气-燃料比下，表现出显著降低的转化率。由于 铈易于被转化为Ce (III)和Ce (IV)，故铈具有非常优异的在贫燃料区(fbd lean zone)贮存氧和在富燃料区释放氧的能力。
当与三元催化剂共用时，铈在解决由于空气-燃料比例的小改变而引发 的转化率显著降低的问题方面发挥了重要的作用，故铈被采纳并从20世纪 90年代开始被使用。然而，很难避免使用于净化废气的三元催化剂暴露于高 温，在这种情况下，用于三元催化剂的铈土面临一个问题，即由于发生微孔 熔融或晶体烧结，导致其比表面积快速降低，其晶体尺寸快速增大以及储氧 能力和氧迁移率降低。也就是说，铈土存在热稳定性低的问题。

发明内容
本发明的目的之一是提供一种通过浸渍和涂覆溶液制得的铂基催化剂， 其能够完全获得添加铈等而产生的效应，并且无论铂前躯体的种类，包括含 卤素的铂前躯体在内，都具有稳定性。因此，本发明的目的是提供一种可以 用简单而便捷的方法制备的铂基催化剂，其具有更高的性能，同时，可以在 进行氧化/还原反应的宽范围领域内应用。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于氧化/还原反应的铂基催化剂， 该催化剂是通过将催化剂组合物浸渍到含有选自氧化铝、二氧化硅和二氧化 钛中的至少一种的载体上，干燥并煅烧负载的催化剂而制得的，所述催化剂
组合物含有(i)选自铈(Ce)、锆(Zr)和铼(Re)中的至少一种金属的水 溶性盐，(ii)水溶性铂盐，(Hi) C2-C10的烯化氧以及(iv)水。 金属的水溶性盐优选硝酸铈。
水溶性铂盐也可以是含有或不含有卤素原子的化合物。根据本发明的具 体实施方式，水溶性铂盐是氯铂酸(H2PtCl6)。 同时，烯化氧可以是氧化丙烯或氧化丁烯。
催化剂组合物优选含有烯化氧，烯化氧的含量是在催化剂组合物中出现 的每一种阳离子的摩尔数乘以该阳离子的氧化值所得到的值的总和的0.5-10倍。
同时，铂基催化剂优选含有1-20重量％的金属，0.1-10重量％的铂以及 70-98重量％的载体。
催化剂的载体可以是(i)粉末、(iO球形、(iii)颗粒形式的挤出物或 (iv)丸状材料(pdletized material)。根据本发明的一种实施方式，催化剂 载体可以通过在选自由金属泡沫、陶瓷泡沫和蜂窝所组成的组中的单块基材 (monolith substrate)、金属板或金属纤维上涂覆来制备。
根据本发明的另一方面，提供了一种在氧化或还原反应中使用铂基催化 剂的方法，所述氧化或还原反应选自由一氧化碳的水煤气变换反应、三元催
化反应、 一氧化碳的选择性氧化反应以及脱除氮的氧化物的反应组成的组 中。
根据本发明，含铈的铂基催化剂在铂前躯体的使用方面没有特殊的限 制，通过简单的方法即可制备，当被应用于如水煤气变换反应这样的各种氧 化/还原反应时，表现出高的活性。
根据本发明，催化剂载体在形状方面没有限制，可以是各种材料，例如 粉末、球形、以颗粒形式存在的挤出物或丸状材料。可选择地，可以通过将 载体组份涂覆在如金属泡沫、陶瓷泡沫或蜂窝的单块基材、金属板或金属纤 维上来形成载体。本发明的催化剂也可通过将催化剂金属研磨成细粉，制备 含有催化剂金属的浆料，然后将该浆料直接涂覆在所述单块基材、金属板或 金属纤维上而制得。
虽然本发明的催化剂应用于水煤气变换反应时，在250-35(TC的温度范
围内显示出十分有效的性能，而在这个温度区间很难使用己有的商品化催化 剂，但是，其应用领域不仅局限于水煤气变换反应，本发明的催化剂可以在
包括三元催化反应、 一氧化碳的选择性氧化反应、脱除氮的氧化物(NOx) 的反应在内的多种领域使用，在这些领域中，已有报道表明铂催化活性的提 高归因于铈(或铈土)的储氧容量。因此，本发明具有很高的工业价值。


图1为说明改变铈添加到采用氯铂酸作为前躯体制备的铂催化剂中的方 法，导致水煤气变换反应活性改变的图表；
图2说明改变铈添加到采用二硝基四氨基铂作为前躯体制备的铂催化剂 中的方法，导致水煤气变换反应活性改变的图表。
具体实施例方式
下面将详细描述本发明。
如上所述，本发明提供了一种用于包括水煤气变换反应在内的氧化/还 原反应的铂基催化剂，由于铈的使用，该催化剂具有更高的催化活性，无论 何种铂前躯体，都保持了较高的活性，可由简单、便捷而经济的方法制备。 本发明的铂基催化剂不只局限于水煤气变换反应，可以在包括三元催化反 应、 一氧化碳的选择性氧化反应、脱除氮的氧化物(NOx)的反应在内的多 种领域使用，在这些领域中，已有报道表明铂催化活性的提高归因于铈的储 氧容量。因此，本发明具有很高的工业价值。
用于本发明的载体可以含有单一金属氧化物，例如氧化铝、二氧化硅或 二氧化钛，或者含有至少一种选自这些金属氧化物作为主成分的复合氧化
物。载体的使用量优选为铂基催化剂重量的70-98重量％。
作为载体，优选具有高的孔体积并特别适合在具有高空速的反应中使用
的。载体的孔体积大于0.2 cc/g，优选大于0.4cc/g。虽然载体可以是如球、 单块、挤出物或丸状材料，但是，优选具有大量尺寸约为0.1-100 pm的大孔
的模制材料。
载体也不仅限于这些载体形式，可以制备成如颗粒状的形式，或可以通 过将载体组份涂覆在例如金属泡沫、金属筛、陶瓷泡沫或蜂窝的单块基材、 金属板基材或金属纤维上而形成。
同时，本发明的催化剂可以通过仔细研磨粉状或颗粒状催化剂金属，在 细粉中添加去离子水、有机溶剂或其类似物来制备浆料，然后将该浆料涂覆 在例如，金属泡沫、金属筛、陶瓷泡沫或蜂窝的单块基材，金属板基材或金 属纤维上来制得。
本发明的催化剂至少负载有作为活性成分的铂，但是，在本发明中负载 金属例如铂的方法没有限制。负载金属的方法的实例包括浸渍法(incipient wetness impregnation method),该方法包括根据载体的吸收容量制备具有给
定浓度的金属催化剂前躯体的水溶液并促使水溶液被吸收到载体的孔隙中； 真空蒸发法，该方法包括将载体浸入溶解于过量去离子水中的金属催化剂前 躯体的水溶液中，然后在约60-8(TC的温度下在真空中缓慢干燥含有前躯体 的溶液；将金属催化剂前躯体的水溶液喷射到载体上的喷涂方法。
本发明最重要的特征之一是对可用的铂前躯体无特殊限制。
特别的是，根据本发明，使得含有卤素原子的化合物，例如，氯铂酸 (H2PtCl6)，或不含有卤素的化合物，例如，硝酸四氨铂(Pt(丽3)4(N。3)2)
这样的硝酸氨铂的铂前躯体(即水溶性铂盐)的使用成为可能。尤其是，本 发明具有的最大的优势是可以使用含有卤素原子的氯铂酸而没有任何限制。
随水溶性铂盐负载量的提高，本发明的催化剂的低温活性趋向于提高。
例如，在干燥和煅烧后，铂在制得的催化剂中的含量为0.1-10重量％。通常， 铂的含量为0.5-5重量％。如果铂的负载量太低，铂的效果将不能充分显现， 另一方面，如果负载量太高，将不能显现出由于负载量增加而引起的性能方 面的明显提高。
为了提高催化剂的活性，根据本发明的铂基催化剂，除铂外，还含有选 自钸(Ce)、锆(Zr)和铼(Re)中的至少一种金属或其氧化物。
金属前躯体，即水溶性金属盐的实例可以包括硝酸盐，优选硝酸铈 (Ce(N03)3'6H20)，基于钼基催化剂的总量，金属的负载量为1-20重量％， 但是从经济效益的角度来说，优选为3-15重量％。
关于上述水溶性铂盐和其他水溶性铂盐的负载顺序，顺序负载盐的方法
和同时负载盐的方法均可使用，没有特别的限制，但是，优选同时负载金属 i卜
根据本发明，为了使由任何种类的水溶性铂盐获得的催化剂都具有高的 活性，在水中加入C2-C10的烯化氧和上述水溶性铂盐以及水溶性金属盐， 并彼此混合，得到催化剂组合物。烯化氧优选氧化丙烯或氧化丁烯。
关于此，烯化氧的化学计量需求量(摩尔数)等于催化剂中出现的每一 种阳离子的摩尔数乘以该阳离子的氧化值所得到的数值的总和。然而，当使 用过量的烯化氧时，它可以在短期内表现出充足的效果。使用的烯化氧的量 优选为上述化学计量需求量的0.5-10倍，更优选为化学计量需求量的1-5倍。
烯化氧具有这样的效应，或者逐渐提高金属氢氧化物例如氢氧化铂和氢 氧化铈水溶液的pH值，或者使这些氢氧化物脱水形成具有铂-氧-铈(或者 锆或铼)键的胶体相。因此，当催化剂组合物被负载到氧化铝载体上并经过 干燥和煅烧过程后，铂与铈土之间的结合比与氧化铝载体之间的结合更强， 使由于添加铈或类似物而产生的催化活性最大化。另外，例如当使用氧化丙
烯作为烯化氧时，通过形成例如l-氯-2-丙醇(CH3CH(0H)CH2C1)这样的副 产物，然后在随后的催化剂制备过程中被挥发掉，对于降低残留在制得的催 化剂中卤素的量具有积极效果。
根据上述已知的传统方法，催化剂组合物被浸渍到载体上，然后干燥、 煅烧，提供本发明的催化剂。负载后，催化剂组合物优选在ll(TC左右干燥， 然后在350-50(TC煅烧，但是，本发明并不只限于此。
所获得的催化剂可以直接使用，但也可以在铂被活化成被还原金属后使 用。还原反应的进行既可以采用使用如肼这样的还原剂的湿还原法，又可以 采用利用氢气的气相还原法。
本发明的上述铂基催化剂可以有效地应用于例如， 一氧化碳的水煤气变 换反应、三元催化反应、如一氧化碳的选择性氧化反应这样的氧化反应和如 脱除氮的氧化物这样的还原反应。
采用简单的方式，对可使用的水溶性铂盐的种类没有任何限制，即可制 备本发明的铂基催化剂，并且当该催化剂被应用于包括一氧化碳的水煤气变 换反应、三元催化反应、脱除氮的氧化物(NOx)的反应以及一氧化碳的选 择性氧化反应在内的多种氧化/还原反应时，它将显示出优异的催化活性。该 催化剂在水煤气变换反应中尤其有用，它可以有效地脱除含有氢气作为主成 分、并且含有一氧化碳和水的烃类重整反应之后的重整气中的一氧化碳。
准确地说，本发明的催化剂在难于使用己知的高温水煤气变换反应催化
剂和低温水煤气变换反应催化剂的250-35(TC温度范围内的水煤气变换反应
中显示出相当好的性能。它即使在高温下也能除去一氧化碳，不会因甲烷化 而导致氢气的损耗，因此，它在制备用于燃料电池的高纯氢气的生产过程中 特别有用。
下面将结合实施例进一步详细地描述本发明，但是，本发明的范围不只 局限于这些实施例。
实施例1
将5.7X 10—4 mol的氯钼酸和6.27X IO-3 mol的硝酸铈完全溶解于80 cc 去离子水中。将氧化丙烯加入溶液中，紧接着搅拌至少两个小时。这里，氧 化铈与氧化丙烯之间的摩尔比被设定为1: 10。将形成的黄色胶体相溶液浸 渍在催化剂载体上。a-氧化铝(比表面积100m2/g，孔体积0.49cc/g)用 作为催化剂载体，采用真空蒸发法负载。催化剂负载溶液在65-7(TC保持12 小时除去过量的水。制备的催化剂在ll(TC干燥12小时以便彻底除去存在于 孔隙中的水，并在350。C煅烧3小时。在干燥和煅烧过程中，氧化丙烯完全 气化，没有残留在生成的催化剂中。铂、铈和铝的重量比为l: 8: 91。
对所制备的催化剂的轮换反应活性进行测试。为了测试催化剂活性， 10%—氧化碳、12%二氧化碳和78%氢气的混合气用氮气以1: 1的体积比进 行稀释，并被用作反应气。附加添加的水的量被设定为总的反应气的25%， 一氧化碳与水的摩尔比被设定为6.6。当使用氢气与氮气比例为1: 3的混合 气对催化剂在400。C持续进行4小时还原反应后，利用被还原的催化剂，在 下面的条件下实施催化剂活性测试5000/hr的气时空速，latm的反应压力， 200-400。C的反应温度。测试结果在图1中列出。
实施例2
将5.7X l(T4 mol的硝酸四氨铂(II)和6.27X l(T3 mol的硝酸铈溶解于 80 cc去离子水中。然后，在与实施例1相同的条件下对催化剂进行浸渍、 干燥和煅烧，这样制得了催化剂。铂、铈和氧化铝的重量比为l: 8: 91。
所制备的催化剂的活性采用与实施例1相同的方式进行测试，测试结果 在图2中列出。
对比例1
将5.18X10"mol的氯铂酸完全溶解于80 cc去离子水中，制备铂水溶液。 制备的水溶液被浸渍在氧化铝载体上，催化剂的负载、干燥和煅烧过程在与 实施例l相同的条件下进行，由此制备了具有铂氧化铝的重量比为l: 99 的铂催化剂。
所制备的催化剂的活性采用与实施例1相同的方式进行测试，测试结果 在图1中列出。
对比例2
将6.2Xl(^mol的硝酸铈完全溶解于80cc去离子水中，然后，采用真 空蒸发法浸渍在氧化铝载体上。负载了铈的氧化铝在IIO"C干燥12小时， 以便完全除去水。然后，干燥的氧化铝在电炉中在空气气氛下在400'C煅烧 4小时，将浸渍的铈转化成铈土 (氧化铈)。
由此制备的铈土-氧化铝复合载体用铂浸渍。
将5.18X10"mol的氯铂酸完全溶解于80 cc去离子水中，制得铂水溶液。 催化剂的负载、干燥和煅烧过程在与实施例l相同的条件下进行。在制得的
催化剂中，铂、铈和氧化铝之间的重量比为1: 8: 91。
所制备的催化剂的活性采用与实施例1相同的方式进行测试，测试结果 在图1中列出。
对比例3
采用与对比例2相同的方式，利用实施例2中制备的铈土-氧化铝复合 载体以及硝酸四氨铂(II)作为铂前躯体，制备具有铂铈氧化铝的重量 比为1: 8: 91的铂催化剂。
所制备的催化剂的活性采用与实施例1相同的方式进行测试，测试结果 在图2中列出。
图1和2中列出的一氧化碳转化率被定义为如下
一氧化碳转化率(％) = (l-反应器出口处的一氧化碳的摩尔数/被导入 反应器的一氧化碳的摩尔数)xioo 甲烷选择性被定义为如下
甲烷选择性(％)=(产生的甲烷的摩尔数/反应的甲垸的摩尔数)xioo 上述实施例和对比例中制备的催化剂的活性测试结果在图1和2中列 出。如图1和2所示，与对比例1中制备的仅用铂进行浸渍的催化剂相比较，
含有铈的全部催化剂在催化活性方面都有极大的提高。然而，在与已有的方
法(美国专利No. 6，723，298、美国专利公开No. 2002/0061277A1和美国专利 No. 6,846,475)相似的对比例2和3中制备的催化剂显示出的活性明显不同 于在实施例1和2中制备的催化剂的活性。即使氯铂酸(H2PtCl6 H20)被 用作铂前躯体，在实施例1中制备的催化剂的活性也明显高于与已有的技术 相似的对比例2中制备的催化剂的活性。因此，显而易见，通过添加氧化丙 烯无需独立而复杂的操作，缓解了使用氯铂酸作为铂前躯体的已有技术中发 生的问题，且本发明与已有的技术有明显的差异，与改进了的己有技术(美国专利No. 6,723,298、美国专利公开No. 2002/0061277Al、美国专利No. 6,846,475以及韩国专利特开No. 2004-0063130)的催化剂相比，具有优异性 能的催化剂可以用简单的方式制备。在实施例1中，作为铂前躯体的氯钼酸 可以用二亚硝酸二氨铂(II) ( Pt(NH3)2(N02)2)、氢氧化四氨铂(II)
(Pt(NH3)4(OH)2)、硝酸四氨铂(II) (Pt(NH3)4(N03)2)等代替，但是在这种 实例中，提高催化剂活性的效应不大于使用氯铂酸作为铂前躯体的实例。
至于实施例2中制备的催化剂，在制得的催化剂中，1-20重量％的铈含 量显示出催化剂活性的提高，但是，表现最优的催化剂活性的铈含量为3-15 重量％。在铈含量高于20重量％的实例中，相反，观察到了催化剂活性的 降低，这是由于在催化剂制备过程中，过量的铈在催化剂孔隙中形成了厚的 铈土 (氧化铈)层，因而破坏了孔隙结构。韩国专利特开No. 2004-0063130 简要地提及了一种与实施例2相似的方法，但是，并没有提到详细的实施例， 并将铂前躯体限制为二亚硝酸二氨铂(II) (Pt(NH3)2(N02)2)以及氢氧化四 氮钼(II) ( Pt(NH3)4(OH)2 )，因此确定是不同于使用硝酸四氨铂
(Pt(NH3)4(N03)2)作为铂前躯体的实施例2。
由于在实施例1和2中制备的催化剂显示出很低的甲烷化作用，它们在 氢气的有效利用方面也具有优势。作为典型的实例，根据实施例1的铂基催 化剂在实施例1的性能测试条件下，直到350'C也没有看到甲烷的产生，即 使在40(TC的反应温度下，显示出约为12%的很低的甲垸选择性。
如上所述，与已有技术中制得的催化剂的性能相比，无论所使用的铂前 躯体的种类如何，通过简单的制备过程即可制得具有很好性能的铂基催化 剂，因此本发明是具有优势的。当被涂覆在例如具有粉末状或球状的模制材 料、颗粒、挤出物或者丸状材料上，例如金属泡沫、陶瓷泡沬或者蜂窝的单 块基材、金属板或金属纤维上后，这种催化剂可以被主要应用于水煤气变换 反应。然而，这种催化剂并不只局限于水煤气变换反应中的应用，可以被应用于不同的领域，在这些领域中，由于铈的储氧能力而带来的铂催化剂活性 的提高已有报道，这些领域包括三元催化反应、 一氧化碳的选择性氧化反应 以及脱除氮的氧化物(NOx)的反应。
虽然，已经结合具体实施方式
详细地描述了本发明，但是本领域技术人 员可以认识到，这些实施例是仅仅用作例证的目的，根据本发明的用于氧化 /还原反应的铂基催化剂不只局限于此，以及认识到在本发明的技术概念范围 内的调整或改进是可能的。
对本发明的简单改变和调整都在本发明的范围之内，本发明详细的范围 由随附的权利要求界定。
权利要求
1、一种用于氧化/还原反应的铂基催化剂，该催化剂是通过将催化剂组合物浸渍在载体上，并且干燥、煅烧被浸渍的催化剂组合物而制得的，所述催化剂组合物含有(i)选自铈Ce、锆Zr和铼Re所组成的组中的至少一种金属的水溶性盐；(ii)水溶性的铂盐；(iii)C2-C10的烯化氧以及(iv)水，所述载体含有选自氧化铝、二氧化硅以及二氧化钛中的至少一种。
2、 根据权利要求1所述的铂基催化剂，其中，所述金属的水溶性盐可 以是硝酸铈。
3、 根据权利要求1所述的铂基催化剂，其中，所述水溶性铂盐是含有 或不含有卤素原子的化合物。
4、 根据权利要求1所述的铂基催化剂，其中，所述水溶性铂盐是氯铂酸H2PtCl6。
5、 根据权利要求1所述的铂基催化剂，其中，所述烯化氧可以是氧化 丙烯或氧化丁烯。
6、 根据权利要求1所述的铂基催化剂，其中，所述催化剂组合物含有 的烯化氧的含量为在该催化剂组合物中存在的每一种阳离子的摩尔数乘以 该阳离子的氧化值所得到的数值的总和的0.5-10倍。
7、 根据权利要求1所述的铂基催化剂，其中，所述铂基催化剂含有1-20 重量％的所述金属，0.1-10重量％的铂以及70-98重量％的所述载体。
8、 根据权利要求1所述的铂基催化剂，其中，用于所述催化剂的所述载体是(i)粉末、(ii)球形、(iii)颗粒形式的挤出物或(iv)丸状材料。
9、 根据权利要求1所述的铂基催化剂，其中，用于所述催化剂的所述 载体能够被涂覆在选自由金属泡沫、陶瓷泡沫以及蜂窝所组成的组中的单块 基材、金属板或者金属纤维上。
10、 根据权利要求1所述的铂基催化剂，其中，所述催化剂是通过研磨 催化剂，使用该磨细的催化剂制备浆料，并将该浆料涂覆在选自由金属泡沫、 陶瓷泡沫以及蜂窝所组成的组中的单块基材、金属板或者金属纤维上而制得 的。
11、 权利要求1到10中任意一项所述的铂基催化剂在选自由一氧化碳 的水煤气变换反应、三元催化反应、 一氧化碳的选择性氧化反应以及脱除氮 的氧化物的反应所组成的组中的氧化或还原反应中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种用于氧化/还原反应的铂基催化剂及其应用。该铂基催化剂通过将催化剂组合物负载在载体上而制得，所述催化剂组合物含有选自铈(Ce)、锆(Zr)和铼(Re)中的至少一种金属的水溶性盐，所述载体含有选自氧化铝、二氧化硅和二氧化钛中的至少一种。公开的催化剂可以用简单的方式制备，对于可使用的水溶性铂盐没有任何特殊的限制，当该催化剂被应用于包括一氧化碳的水煤气变换反应、三元催化反应、一氧化碳的选择性氧化反应在内的各种氧化反应，以及被应用于如脱除氮的氧化物的反应这样的还原反应时，该催化剂可以表现出良好的催化活性。特别地，即使在使用已有的高温水煤气变换反应催化剂和低温水煤气变换反应催化剂有困难的特定温度范围内，该公开的催化剂仍显示出良好的性能。即使在高温下，该催化剂也能脱除一氧化碳，不会由于甲烷化而损耗氢，因此，在生产用于燃料电池的高纯度氢气的制氢过程中特别有用。
文档编号B01J23/40GK101346180SQ200680048952
公开日2009年1月14日 申请日期2006年11月29日 优先权日2005年12月23日
发明者尹永植, 林美淑, 郭柄声, 金珍弘 申请人:Sk能源株式会社