专利名称：一氧化碳常温催化氧化催化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种一氧化碳常温催化氧化催化剂及其制备方法，特别是一种以凹凸 棒粘土为载体的一氧化碳常温催化氧化催化剂及其制备方法。
背景技术：
凹凸棒粘土是一种天然矿物材料，具有高比表面积、离子交换性能力强、化学稳定 性好、强吸水性等特性，被广泛用作为吸附剂、催化剂载体和抗菌剂载体，已在石油化工、日 用化工、精细化工、食品加工等领域中应用。国内外对CO常温催化氧化催化剂有大量的研 究，主要可以分为两类一类为贵金属催化剂，主要由Pt、Pd、Au等与各种载体构成的系列 产品；另一类为非贵金属催化剂，主要采用具有催化氧化还原特性的过渡金属、稀土金属的 复合氧化物或混合物。对现有技术的检索发现，中国发明专利公开号CN1583258公开的钯 催化剂以活性炭为载体，Li、K、P、Cu、V中的一种或几种元素为助剂，采用分步浸渍法制备， 该催化剂常温下活性高，贵金属含量低(占载体重量百分比0. 1 3%)，寿命长，耐湿性好， 但去除CO浓度范围较窄(5 30ppm)，且活性炭载体需经酸煮、水洗等预处理，制成的催 化剂前驱体还需常温下湿法还原，过滤，烘干后制得催化剂或经过滤，真空烘干后，用氢还 原制得催化剂，步骤复杂，成本较高。中国发明专利CN 101288847A利用天然凹凸棒石粘 土为载体负载4 30wt%氧化铜的一氧化碳催化氧化催化剂，可在120°C的条件下，将空气中 10%C0完全催化氧化为C02。但其使用温度较高，不适用于常温催化净化C0，限制了其更为 广泛的应用。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种以凹凸棒粘土为载体的一氧化碳常温催化氧化 催化剂。本发明的目的之二在于提供该催化剂的制备方法。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案
一种一氧化碳常温催化氧化催化剂，其特征在于该催化剂以凹凸棒粘土为载体，负载 有活性组分纳米钯和助剂五氧化二钒或三氧化钼；其中活性组分纳米钯的质量占载体质量 0.5 3%;助剂的质量占载体质量的0. 11%;余下的为载体。上述的凹凸棒粘土的粒度为 300 400 目。上述的凹凸棒粘土经酸化改性，改性方法为利用质量含量为5 20%的稀硝酸在 2(T80°C下搅拌浸泡H4小时。—种制备上述的一氧化碳常温催化氧化催化剂的方法，其特征在于该方法的具体 步骤为
a.称取一定量的偏钒酸胺或钼酸胺溶解于去离子水中配制成浸渍液，浸渍液浓度为 0.0025 0. lg/ml ；
b.将凹凸棒粘土浸渍在步骤a所得浸渍液中，浸渍114小时后，再在9(T150°C下烘干2 12小时，再在50(T650°C下焙烧广6小时，经压片过筛取20、0目颗粒，制得改性的凹凸 棒粘土载体；
c.将PdCl2溶解于3%的NH4Cl去离子水溶液中，配制成浸渍液浓度为0.005 0. 05g/ml 的PdCl2,将步骤b所得改性的凹凸棒粘土载体浸渍在该浸渍液中，室温下浸渍1小时，得催 化剂前驱体；
d.将步骤C所得催化剂前驱体在室温条件下进行还原1小时后，经去离子水洗涤为中 性，控制pH=7 7. 5，再经烘干，制得催化剂成品。上述步骤d中采用的还原剂为硼氢化钠、水合胼或甲醛。本发明利用经过酸化处理的凹凸棒粘土为载体，纳米钯为活性组分，钒或钼为助 剂制备成一氧化碳常温催化氧化催化剂。该催化剂可有效克服对N0x、THC和等有气体 对催化剂的毒化作用，延长了其使用寿命。该催化剂具有高活性、高稳定性、有效克服其他 气体对催化剂的毒化作用等特点。
具体实施例方式
以下结合催化剂具体制备过程对本发明进一步说明
实施例1 称取一定量的PdCl2溶解于3%的NH4Cl去离子水溶液中，配制成0. 017g/ml 浸渍液，将该浸渍液采取等体积浸渍方式浸渍到经酸化处理的凹凸棒粘土载体上，室温下 浸渍1小时，制备成催化剂前驱体。称取一定量的硼氢化钠溶解于去离子水中作为还原液， 在室温条件下将还原液倒入催化剂前驱体还原1小时。经去离子水洗涤为中性，再经120°C 下烘干4小时，制得含l%Pd的催化剂成品。将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，催化剂对一氧化碳的转化 率为56. 2%O实施例2 称取一定量的偏钒酸胺溶解在0. 45毫升去离子水中配制成0. 005g/ml 浸渍液，将0.5克的经酸化处理的凹凸棒粘土粉体置于小烧杯中，将配好的浸渍液倒入其 中，浸渍1小时。然后在120°C下烘干4小时，550°C下焙烧3小时，再经压片过筛取2(Γ40 目制得改性凹凸棒粘土载体。称取一定量的PdCl2溶解于3%的NH4Cl去离子水溶液中，配制成0. 017g/ml浸渍 液，将该浸渍液采取等体积浸渍方式浸渍到改性的凹凸棒粘土载体上，室温下浸渍1小时， 制备成催化剂前驱体。称取一定量的硼氢化钠溶解于去离子水中配置成浓度为0. 03g/ml 的还原液，在室温条件下将还原液倒入催化剂前驱体还原1小时。经去离子水洗涤为中性， 再经120°C下烘干4小时，制得含0. 5%V205和l%Pd的催化剂成品。将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，催化剂对一氧化碳的转化 率为86. 7%ο实施例3 称取一定量的钼酸胺溶解在0. 45毫升去离子水中配制成0. 007g/ml浸 渍液，将0. 5克的经酸化处理的凹凸棒粘土粉体置于小烧杯中，将配好的浸渍液倒入其中， 浸渍1小时。然后在120°C下烘干4小时，550°C下焙烧3小时，再经压片过筛取2(Γ40目制 得改性凹凸棒粘土载体。称取一定量的PdCl2溶解于3%的NH4Cl去离子水溶液中，配制成0. 017g/ml浸渍 液，将该浸渍液采取等体积浸渍方式浸渍到改性的凹凸棒粘土载体上，室温下浸渍1小时， 制备成催化剂前驱体。称取一定量的硼氢化钠溶解于去离子水中配置成浓度为0. 03g/ml的还原液，在室温条件下将还原液倒入催化剂前驱体还原1小时。经去离子水洗涤为中性， 再经120°C下烘干4小时，制得含0. 5%Mn03和l%Pd的催化剂成品催化剂成品。将所制的催化剂按照前述试验条件进行催化性能评价，催化剂对一氧化碳的转化 率为83. 5%ο实施例4 称取一定量的偏钒酸胺和钼酸胺溶解在0. 45毫升去离子水中配制成浓 度分别为0. 005g/ml和0. 007g/ml的浸渍液，将0. 5克的经酸化处理的凹凸棒粘土粉体置 于小烧杯中，将配好的浸渍液倒入其中，浸渍1小时。然后在120°C下烘干4小时，550°C下 焙烧3小时，再经压片过筛取2(Γ40目制得改性凹凸棒粘土载体。称取一定量的PdCl2溶解于3%的NH4Cl去离子水溶液中，配制成0. 017g/ml浸渍 液，将该浸渍液采取等体积浸渍方式浸渍到改性的凹凸棒粘土载体上，室温下浸渍1小时， 制备成催化剂前驱体。称取一定量的硼氢化钠溶解于去离子水中作为还原液，在室温条件 下将还原液倒入催化剂前驱体还原1小时。经去离子水洗涤为中性，再经120°C下烘干4小 时，制得含0. 5%V205、0. 5%Mn03和l%Pd的催化剂成品催化剂成品。将所制的催化剂按照前 述试验条件进行催化性能评价，催化剂对一氧化碳的转化率为99. 4%。催化剂性能评价在U型玻璃管反应器中进行，催化剂用量0. 5ml，粒度20 40目， 原料气组成为CO含量为10 200ppm，其余为空气。反应温度30°C，压力0. IMPa，相对湿度 40 90%，反应气体积空速(GHSV)为120001Γ1。
权利要求
1.一种一氧化碳常温催化氧化催化剂，其特征在于该催化剂以凹凸棒粘土为载体，负 载有活性组分纳米钯和助剂五氧化二钒或三氧化钼；其中活性组分纳米钯的质量占载体质 量的0. 5 3% ；助剂的质量占载体质量的0. Γ2% ；余下的为载体。
2.根据权利要求1所述的一氧化碳常温催化氧化催化剂，其特征在于所述的凹凸棒粘 土的粒度为30(Γ400目。
3.根据权利要求1或2所述的一氧化碳常温催化氧化催化剂，其特征在于所述的凹凸 棒粘土经酸化改性，改性方法为利用质量含量为5 20%的稀硝酸在2(T8(TC下搅拌浸泡 广24小时。
4.一种制备根据权利要求1、2、或3所述的一氧化碳常温催化氧化催化剂的方法，其特 征在于该方法的具体步骤为a.称取一定量的偏钒酸胺或钼酸胺溶解于去离子水中配制成浸渍液，浸渍液浓度为 0.0025 0. lg/ml ；b.将凹凸棒粘土浸渍在步骤a所得浸渍液中，浸渍114小时后，再在9(T150°C下烘干 2 12小时，再在50(T650°C下焙烧广6小时，经压片过筛取20、0目颗粒，制得改性的凹凸 棒粘土载体；c.将PdCl2溶解于3%的NH4Cl或HCl去离子水溶液中，配制成浓度为0.005 0. 05g/ml 的？沉12浸渍液，将步骤b所得改性的凹凸棒粘土载体浸渍在该浸渍液中，室温下浸渍1小 时，得催化剂前驱体；d.将步骤c所得催化剂前驱体在室温条件下进行还原广3小时后，经去离子水洗涤为 中性，控制pH=7 7. 5，再经烘干，制得催化剂成品。
5.根据权利要求4所述的一种制备一氧化碳常温催化氧化催化剂的方法，其特征在于 所述步骤d中采用的还原剂为硼氢化钠、水合胼或甲醛。
全文摘要
本发明涉及一种一氧化碳常温催化氧化催化剂及其制备方法。该催化剂以凹凸棒粘土为载体，负载有活性组分纳米钯和助剂五氧化二钒或三氧化钼；其中活性组分纳米钯的质量占载体质量0.5~3%；助剂的质量占载体质量的0.1~2%；余下的为载体。该催化剂可有效克服对NOx、THC和SO2等有气体对催化剂的毒化作用，延长了其使用寿命。该催化剂具有高活性、高稳定性、有效克服其他气体对催化剂的毒化作用等特点。
文档编号B01J23/44GK102059115SQ20101059521
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者何丹农, 刘洋, 周洁, 姚炜, 张豪杰, 眭艳辉, 金彩虹 申请人:上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司