The present invention relates to a high load single atom dispersed platinum group metal base catalyst and its application. Specifically, metal rhodium (Rh), ruthenium (Ru), platinum (Pt), iridium (Ir), palladium (Pd) and titanium oxide (palladium) and titanium dioxide are prepared and applied. The metal is highly dispersed in the form of titanium oxide in the form of a single atom, in which the metal content is as high as 0.4 to 2%. The catalyst of the present invention is suitable for CO water gas shift reaction, can improve the conversion rate of CO and inhibited methanation reactions; at the same time to control the engine in the aerospace industry satellite attitude liquid monopropellant hydrazine decomposition level also has low activity and good stability.
【技术实现步骤摘要】
一种单原子分散贵金属催化剂及其应用
本专利技术涉及一种高负载量单原子铂族金属催化剂及其在CO水煤气变换反应和航天用卫星姿态控制发动机的液体单组元无水肼常温分解中的应用。金属以单原子形式分散时负载量高达0.4~2%,在水煤气变换反应中可以提高CO转化率并抑制甲烷化副反应的发生;对于航天推进剂级无水肼催化分解也具有很好的常温稳态启动性和使用稳定性。
技术介绍
氢气在化学化工生产过程中起着重要作用,不仅作为原料应用于合成氨及加氢领域,而且本身作为清洁高效能源用于质子交换膜燃料电池。目前,氢气主要来源于碳氢化合物的水蒸气重整或部分氧化,所得富氢燃料含有一定量的CO(2~10%)。该CO会导致包括合成氨过程所用的铁催化剂在内的多种催化剂失活,甚至其浓度超过100ppm时就能够使燃料电池的Pt电极发生不可逆中毒,导致电池性能大幅度下降。因此工业上需要对氢气进行一系列复杂的纯化过程,其中较为重要的一个工艺是采用水煤气变换反应,具体过程为:ΔH=-41.2kJ/mol该反应能够降低原料气中CO浓度的同时产生出等体积的氢气,既大大减轻了后续CO净化工序的负担,同时又增加了气体中的氢含量,提高了整个制氢系统的效率。近年来,水汽变换催化剂研究热点主要是负载型贵金属催化剂,在这一领域中,贵金属(Pt、Au)/CeO2体系引起了人们的广泛关注,美国NexTech、Engelhard公司以及宾夕法尼亚州立大学等均开展CeO2基相关研究。美国Tufts大学2003年发现CeO2负载贵Pt、Au催化剂在150-350℃显示出极好的水煤气变换活性和稳定性。特别是,即便采用NaCN溶液将贵金 ...
【技术保护点】
一种单原子分散贵金属催化剂,其特征在于:以氧化钛和铂族金属双活性组分构成,金属以单原子形式高度分散于氧化钛载体上。
【技术特征摘要】
1.一种单原子分散贵金属催化剂,其特征在于:以氧化钛和铂族金属双活性组分构成,金属以单原子形式高度分散于氧化钛载体上。2.按照权利要求1所述催化剂,其特征在于:铂族金属含量为催化剂总质量的0.4~2%,氧化钛含量为催化剂总质量的98~99.6%。3.按照权利要求1所述催化剂,其特征在于:铂族金属为Rh,Ru、Pt、Ir或Pd,所述载体为金红石型、锐钛矿型及混合晶相氧化钛中的一种或二种以上。4.一种权利要求1~3任一所述催化剂的制备方法,其特征在于通过络合/氧化方法酸洗催化剂,具体过程为:1)氧化钛负载亚纳米催化剂的制备:将1g氧化钛载体超声分散于100mL去离子水中形成悬浊液;取浓度为0.6~0.8mg/mL铂族金属前躯体溶液,加入100mL去离子水搅拌稀释,并逐滴加入强烈搅拌下的载体悬浊液中,调节pH值为8~11,80℃搅拌3h,静置1h,过滤,热水洗涤,80℃烘箱中干燥12h;干燥后催化剂在空气中400℃焙烧4h,得氧化钛负载亚纳米催化剂;2)还原处理:于100~550℃下H2含量1~99vol.%的H2和He混合气中还原0.5~2h;3)酸洗:将氧化钛负载亚纳米催化剂经还原处理后,加入到浓盐酸和过氧化氢混合溶液中,水浴搅拌反应,抽滤,洗涤,干燥,得目标催化剂。5.按照权利要求4所述催化剂的制备方法,其特征在于,所述亚纳米催化剂酸洗前...
【专利技术属性】
技术研发人员:王晓东,关红玲,林坚,张涛,
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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