专利名称：Pt基一氧化碳氧化催化剂的制备方法
技术领域：
本发明属于纳米材料催化技术领域，具体涉及一种以改性铝土矿为载体的Pt基 一氧化碳氧化催化剂的制备，应用于CO氧化催化反。
背景技术：
一氧化碳(CO)氧化既是催化研究中常用的模型反应，又是具有重要实际意义的 反应过程。CO低温催化氧化是最直接、简单、廉价而有效的消除CO的方法和手段，因此它 在实际生活中的应用十分广泛。例如CO2激光器中气体纯化、CO气体探测器、防毒面具、烟 草降害、汽车尾气净化、燃料电池以及封闭体(飞机、潜艇和宇宙飞船等)中微量CO的消除 等，尤其是它在燃料电池研发领域中的应用近年来倍受人们关注。目前CO低温催化氧化研究领域的前沿主要集中在以下几个方面优化催化剂的 制备方法，提高已有催化剂的性能，深入研究催化剂的作用机理和设计可工业应用的催化 剂。在优化催化剂的制备方法研究中，有很多研究专注于不断寻找新的载体或改变原有的 载体以提高催化活性。非均相反应大多在较苛刻的条件下进行，常发生载体与活性相的烧 结现象，缩短了催化剂的使用寿命。因此催化剂载体必需具有机械强度高、稳定性好、热传 导性好和在反应条件下不发生烧结等特点，寻找一种性质优良的新型催化剂载体具有十分 重要的意义。常见的催化剂载体主要有氧化铝、硅胶、活性炭、蜂窝陶瓷、金属合金和沸石 等。但是，用改性铝土矿作为载体制备Pt基一氧化碳氧化催化剂的研制并应用于一氧化碳 氧化反应目前还未有相关专利和文献报道。
发明内容
制备过程简铝土矿应用本发明的目的是提供一种Pt基一氧化碳氧化催化剂的制 备方法，该方法过程简单，无废水外排，其制备的催化剂催化活性较高，完全转化温度低。为实现上述目的，本发明采用以下方案一种Pt基一氧化碳氧化催化剂的制备方 法，其特征在于将PtCl4溶解在2mol/L的HCl溶液中配制成30. Og/L的H2PtCl6溶液；然 后再将30. Og/L的H2PtCl6溶液配制成含有0. 5-5%的Pt的溶液，在室温下将已改性的铝 土矿载体分别等体积浸渍于含有0. 5-5%的Pt的溶液中24h，在110°C下干燥过夜，取出后， 在马弗炉中500°C下焙烧4h，制得Pt的质量分数为0. 5-5%的Pt/铝土矿催化剂。本发明的显著优点是本发明的将天然铝矿石制成活性铝土矿作为载体并负载 Pt作为一氧化碳氧化的催化剂，制备过程简单，无废水外排，可以大量合成；并应用于CO氧 化反应，负载量低，完全转化温度低，催化活性较高；并大幅度降低生产成本，具有明显的应 用价值
具体实施例方式本发明将PtCl4溶解在2mol/L的HCl溶液中配制成30. Og/L的H2PtCl6溶液；然 后再将30. Og/L的H2PtCl6溶液配制成含有0. 5-5%的Pt的溶液，在室温下将已改性的铝土矿载体分别等体积浸渍于含有0. 5-5%的Pt的溶液中24h，在110°C下干燥过夜，取出后， 在马弗炉中500°C下焙烧4h，制得Pt的质量分数分别为0. 5-5%的Pt/铝土矿(以空白载 体为基准)催化剂。所述铝土矿载体，具有大的比表面积、本身所含有的成分有利于提高催化剂的活 性。该改性铝土矿载体的制备方法为选用铝土矿，在有内衬聚四氟乙烯的高压反应釜中， 8(T200°C水合24h后，置于马弗炉中，经55(T600°C焙烧2h，取出冷却，即为所述改性铝土矿 载体。佳实施。的本发明制备的改性铝土矿为载体的Pt基一氧化碳氧化催化剂应用于 CO氧化催化反应中将所述催化剂准确称取0. Ig置入塞有石英棉的U型样品管的粗管底 部，将样品管置入加热炉内，连接好管路，在400°c下用H2(30ml/min)还原Ih后，降温至测 试所需温度(通常降温至100°C )，通入混合气(组成为C0，1% O2，其余为氦气)进行 反应，气体空速为900ml · miiT1 · g—1，产物分析采用计算机联机采样，记录在不同温度下CO 的浓度，以CO的最低完全转化温度来评价催化剂活性。所述催化剂的活性评价是在CO氧化评价装置中进行的，所述催化剂的性能评价 条件是在T = 400°C下用30ml · mirT1的氢气进行预还原Ih ；降温至100°C，通入组成为 1% C0,1% O2其余为氦气的混合气进行反应，气体空速为900ml · mirT1 · g—1。用此以改性铝土矿为载体的Pt基一氧化碳氧化催化剂具有良好的催化性能，在 上述的评价条件下，Pt含量为2%的Pt/铝土矿催化剂在T = 175°C时，CO完全转化。实施例1在室温下，把PtCl4溶解在2mol/L的HCl溶液中配置成浓度为30. Og/L WH2PtCl6 溶液。取5. 75ml H2PtCl6溶液加去离子水至6ml ；与5g改性铝土矿分两次等体积浸渍24h， 在110°C下干燥过夜，500°C下焙烧4h，制得Pt的质量分数为2.0%的Pt/铝土矿催化剂。Pt的质量分数为2. 0%的Pt/铝土矿催化剂的应用所述以改性铝土矿为载体的 Pt基一氧化碳氧化催化剂0. Ig置入塞有石英棉的U型样品管的粗管底部，将样品管置入 加热炉内，连接好管路，在400°c下用H2(30ml/min)还原Ih后，降温至测试所需温度(通常 降温至100°C )，通入混合气(组成为C0，1% O2，其余为氦气)进行反应，气体空速为 900ml ^irT1 · g—1，产物分析采用计算机联机采样，记录在不同温度下CO的浓度，以CO的最 低完全转化温度来评价催化剂活性。所述催化剂的活性评价是在CO氧化评价装置中进行的，所述催化剂的性能评价 条件是在T = 400°C下用30ml · mirT1的氢气进行预还原Ih ；降温至100°C，通入组成为 1% C0,1% O2其余为氦气的混合气进行反应，气体空速为900ml · mirT1 · g—1。用此以改性铝土矿为载体的Pt基一氧化碳氧化催化剂具有良好的催化性能，在 上述的评价条件下，Pt含量为2. 0%的Pt/铝土矿催化剂在T = 175°C时，CO完全转化。实施例2在室温下，把PtCl4溶解在2mol/L的HCl溶液中配置成浓度为30. Og/L WH2PtCl6 溶液。取2. 87ml H2PtCl6溶液加去离子水至3ml与5g改性铝土矿等体积浸渍24h，在110°C 下干燥过夜，500°C下焙烧4h，制得Pt的质量分数为1.0%的Pt/铝土矿催化剂。Pt的质量分数为1.0%的Pt/铝土矿催化剂的应用所述以改性铝土矿为载体 的Pt基CO氧化催化剂0. Ig置入塞有石英棉的U型样品管的粗管底部，将样品管置入加热炉内，连接好管路，在400°C下用H2(30ml/min)还原Ih后，降温至测试所需温度(通常 降温至100°C )，通入混合气(组成为C0，1% O2，其余为氦气)进行反应，气体空速为 900ml ^irT1 · g—1，产物分析采用计算机联机采样，记录在不同温度下CO的浓度，以CO的最 低完全转化温度来评价催化剂活性。所述催化剂的活性评价是在CO氧化评价装置中进行的，所述催化剂的性能评价 条件是在T = 400°C下用30ml · mirT1的氢气进行预还原Ih ；降温至100°C，通入组成为 1% C0,1% O2其余为氦气的混合气进行反应，气体空速为900ml · mirT1 · g—1。用此以改性铝土矿为载体的Pt基一氧化碳氧化催化剂具有良好的催化性能，在 上述的评价条件下，Pt含量为1.0%的Pt/铝土矿催化剂在T = 200°C时，CO完全转化。实施例3在室温下，把PtCl4溶解在2mol/L的HCl溶液中配置成浓度为30. Og/L的H2PtCl6 溶液。取1. 44ml H2PtCl6溶液加去离子水至3ml与5g铝土矿等体积浸渍24h，在110°C下 干燥过夜，500°C下焙烧4h，制得Pt的质量分数为0. 5%的Pt/铝土矿催化剂。Pt的质量分数为0. 5%的Pt/铝土矿催化剂的应用所述以改性铝土矿为载体 的Pt基CO氧化催化剂0. Ig置入塞有石英棉的U型样品管的粗管底部，将样品管置入加 热炉内，连接好管路，在400°C下用H2(30ml/min)还原Ih后，降温至测试所需温度(通常 降温至100°C )，通入混合气(组成为C0，1% O2，其余为氦气)进行反应，气体空速为 900ml ^irT1 · g—1，产物分析采用计算机联机采样，记录在不同温度下CO的浓度，以CO的最 低完全转化温度来评价催化剂活性。所述催化剂的活性评价是在CO氧化评价装置中进行的，所述催化剂的性能评价 条件是在T = 400°C下用30ml · mirT1的氢气进行预还原Ih ；降温至100°C，通入组成为 1% C0,1% O2其余为氦气的混合气进行反应，气体空速为900ml · mirT1 · g—1。用此以改性铝土矿为载体的Pt基CO氧化催化剂具有良好的催化性能，在上述评 价条件下，Pt含量为0. 5%的Pt/铝土矿催化剂在T = 225°C时，CO完全转化。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
一种Pt基一氧化碳氧化催化剂的制备方法，其特征在于将PtCl4溶解在2mol/L的HCl溶液中配制成30.0g/L的H2PtCl6溶液；然后再将30.0g/L的H2PtCl6溶液配制成含有0.5-5％的Pt的溶液，在室温下将已改性的铝土矿载体分别等体积浸渍于含有0.5-5％的Pt的溶液中24h，在110℃下干燥过夜，取出后，在马弗炉中500℃下焙烧4h，制得Pt的质量分数为0.5-5％的Pt/铝土矿催化剂。
2.根据权利要求1所述的Pt基一氧化碳氧化催化剂的制备方法，其特征在于所述铝 土矿载体，具有大的比表面积、本身所含有的成分有利于提高催化剂的活性。
3.根据权利要求2所述的Pt基一氧化碳氧化催化剂的制备方法，其特征在于改性铝 土矿载体的制备方法为选用铝土矿，在有内衬聚四氟乙烯的高压反应釜中，8(T20(TC水合 24h后，置于马弗炉中，经55(T600°C焙烧2h，取出冷却，即为所述改性铝土矿载体。
4.根据权利要求1至3任一项所述Pt基一氧化碳氧化催化剂的制备方法，其特征在 于所述催化剂应用于CO氧化催化反应中。
全文摘要
本发明涉及一种Pt基一氧化碳氧化催化剂的制备方法；室温下将已改性的铝土矿等体积浸渍于一定浓度的H2PtCl6溶液中24h，在110℃下干燥过夜，500℃下焙烧4h，制得以改性铝土矿为载体的不同Pt负载量催化剂。本发明将天然铝矿石制成活性铝土石作为载体并负载Pt作为CO氧化的催化剂，制备过程简单，无废水外排，可以大量合成；并应用于CO氧化反应，负载量低，完全转化温度低，催化活性较高；并大幅度降低生产成本。此外，以改性铝土矿为载体的不同Pt负载量催化剂的CO完全转化温度均低于以商品Al2O3为载体的不同Pt负载量催化剂，具有明显的应用价值。
文档编号B01J23/42GK101879446SQ20101030110
公开日2010年11月10日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日
发明者叶炳火, 杨阳, 江莉龙, 魏可镁 申请人:福州大学