一种一氧化碳催化氧化催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种一氧化碳催化氧化催化剂，涉及催化剂制备技术领域，基于现有技术中的CO催化氧化催化剂无法直接催化氧化室温气体中的CO问题而提出的，本发明专利技术包括依次层叠设置的基体、过渡层和催化剂涂层，本发明专利技术还提供上述催化剂的制备方法及应用。本发明专利技术的有益效果在于：本发明专利技术制得的一氧化碳催化氧化催化剂，以可电热合金为支撑体，可通过通电自热的特殊使用方法提升支撑体体表催化剂涂层的温度，从而提升催化剂的低温催化性能，使催化剂可直接高效地催化脱除室温气体中的CO，而不用对室温气体进行加热后再进行CO脱除，减少了热消耗的同时也提高了热利用率，可广泛适用于有CO气体产生的空间和含CO的烟气处理。

A catalyst for catalytic oxidation of carbon monoxide and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种一氧化碳催化氧化催化剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及催化剂制备
，具体涉及一种一氧化碳催化氧化催化剂及其制备方法与应用。
技术介绍
一氧化碳是一种没有颜色、没有臭味、对人体毒性极大的气体。大气中的一氧化当空气中含量为0.045％时，两小时之内人就会出现头晕和呕吐现象；当含量达到1.2％时，会在1～3分钟内致人死亡。一氧化碳的大量排放形成的污染现已成为严重的环境问题，引起了人们的普遍关注。因此，限制一氧化碳的排放和消除一氧化碳的存在是人类现阶段面临的需求，催化氧化法是目前CO脱除最高效、环保的方法。CO催化氧化的技术核心为催化氧化催化剂，专利CN106040260制备了一种Pt、ZrO2双组份活性物种组成的CO催化氧化催化剂，Pt负载量为0.5-2％，最优催化剂在135℃时可使CO转化率达到50％。专利CN106861687A制备了一种金属氧化担载的金催化剂，该催化剂在100℃时可使CO转化率达到60％左右，贵金属负载量为5wt％。相对地，贵金属CO氧化催化剂成本高，所以过渡金属氧化物CO催化剂展现出了更加的应用潜能。专利CN201811520481.3一种Cu-Co双金属催化剂，该催化剂在130℃时可使CO完全转化，但在100℃时CO转化率低于40％；专利CN108043420A制备了一种低温CO催化的WCeCoOX催化剂，其最佳配比催化剂在40℃时可使CO转化率达到80％，但在30℃时转化效率在30％以下。贵金属CO氧化催化剂成本高，所以相对地过渡金属氧化物CO催化剂展现出了更加的应用潜能，且上述部分专利虽然展现出了比较优异的性能，但仍无法实现室温CO的直接氧化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一在于现有技术中的CO催化氧化催化剂无法直接氧化室温空气中的CO污染物，提供一种一氧化碳催化氧化催化剂。本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种一氧化碳催化氧化催化剂，包括依次层叠设置的基体、过渡层和催化剂涂层；所述基体为电热金属合金载体；所述过渡层为Al2O3层；所述催化剂涂层中的催化剂包括催化剂活性组分和助催化剂，所述催化剂活性组分的质量为基体质量的1-15％，所述助催化剂的质量为基体质量的0.5-5％。有益效果：本专利技术中的一氧化碳催化氧化催化剂以可电热合金为支撑体，可通过通电自热的特殊使用方法提升支撑体体表催化剂涂层的温度，从而提升催化剂的低温催化性能，使催化剂可直接高效地脱除室温气体中的CO，而不用对室温气体进行加热后再进行CO脱除，减少了热消耗的同时也提高了热利用率，可广泛适用于含有CO气体的空间和含CO的烟气处理。优选的，所述催化剂活性组分为氧化钴。优选的，所述Al2O3过渡层的厚度为20μm。优选的，所述电热金属合金载体为铁铬铝合金或镍铬合金。优选的，所述电热金属合金载体的形状为薄片状或金属丝状。优选的，所述助催化剂为氧化铜和氧化铒。优选的，所述一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法包括以下步骤：(1)过渡层的制备：采用电沉积法在电热金属合金载体上镀上Al2O3涂层；(2)制备催化剂涂层前驱体：将助催化剂盐溶解于水中，得到溶液A，将催化剂盐溶解于水中，得到溶液B，将二甲基咪唑溶解于水中，得到溶液C，在搅拌条件下将溶液B加入到溶液C中，然后加入溶液A和铝水溶胶，搅拌并调节pH至11-12，然后于50-60℃下加热搅拌，制得催化剂涂层前驱体；(3)催化剂涂层的涂覆：将步骤(1)中负载Al2O3涂层的电热金属合金载体浸渍于步骤(2)的催化剂涂层前驱体中，然后取出、干燥，煅烧后制得一氧化碳催化氧化催化剂。优选的，所述步骤(1)中的电沉积方法包括以下步骤：将电热金属合金载体置于含有0.204-61.044mg/L聚丙烯酸、0.06-0.6g/L异丙醇铝、40.0g/Lγ-Al2O3粉末、4.0g/L铝粉的无水乙醇电沉积液中进行电沉积，电沉积电压为20V，干燥后在800℃下保温2h。优选的，所述步骤(2)中采用氨水调节pH。优选的，所述步骤(2)中的助催化剂盐为铜盐和饵盐。优选的，所述步骤(2)中的催化剂盐为钴盐。优选的，所述钴盐为硝酸钴。优选的，所述步骤(3)中的浸渍时间为2min。优选的，所述步骤(3)中的干燥温度为80℃。优选的，所述步骤(3)中的煅烧温度为400℃，煅烧时间为3h。优选的，将煅烧后的催化剂两端打磨去除绝缘层。有益效果：为便于催化剂通电和组装成反应模块，将煅烧后的催化剂两端打磨去除绝缘层。本专利技术所要解决的技术问题之二在于提供一种一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法。本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤：(1)过渡层的制备：采用电沉积法在电热金属合金载体上镀上Al2O3涂层；(2)制备催化剂涂层前驱体：将助催化剂盐溶解于水中，得到溶液A，将催化剂盐溶解于水中，得到溶液B，将二甲基咪唑溶解于水中，得到溶液C，在搅拌条件下将溶液B加入到溶液C中，然后加入溶液A和载体前驱体铝水溶胶，搅拌并调节pH至11-12，然后于50-60℃下加热搅拌，制得催化剂涂层前驱体；(3)催化剂涂层的涂覆：将步骤(1)中负载Al2O3涂层的电热金属合金载体浸渍于步骤(2)的催化剂涂层前驱体中，然后取出、干燥，煅烧后制得一氧化碳催化氧化催化剂。有益效果：采用本专利技术的制备方法制得的一氧化碳催化氧化催化剂，以可电热合金为支撑体，可通过通电自热提升支撑体体表催化剂涂层的温度，从而提升催化剂的催化低温催化性能，使催化剂具有可直接高效地脱除室温气体中的CO，而不用对室温气体进行加热后再进行CO脱除，减少了热消耗的同时也提高了热利用率，可广泛适用于有CO气体产生的空间和含CO的烟气处理。优选的，所述步骤(1)中先将电热金属合金载体进行酸洗和碱洗。优选的，将电热金属合金载体置于5％NaOH溶液中浸泡5min，取出用去离子水冲洗，然后5％硝酸溶液浸泡3min，取出用去离子水冲洗。有益效果：以增加电热金属合金载体表面的粗糙度。优选的，所述步骤(1)中的电沉积方法包括以下步骤：将电热金属合金载体置于含有0.204-61.044mg/L聚丙烯酸、0.06-0.6g/L异丙醇铝、40.0g/Lγ-Al2O3粉末、4.0g/L铝粉的无水乙醇电沉积液中进行电沉积，电沉积电压为20V，干燥后在800℃下保温2h。优选的，所述步骤(2)中采用氨水调节pH。优选的，所述步骤(2)中的助催化剂盐为铜盐和饵盐。优选的，所述步骤(2)中的催化剂盐为钴盐。优选的，所述钴盐为硝酸钴。优选的，所述步骤(3)中的浸渍时间为2min。优选的，所述步骤(3)中的干燥温度为80℃。优选的，所述步骤(3)中的煅烧温度为400℃，煅烧时间为3h。优选的，将煅烧后的催化剂两端打磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一氧化碳催化氧化催化剂，其特征在于：包括依次层叠设置的基体、过渡层和催化剂涂层；/n所述基体为电热金属合金载体；所述过渡层为Al

【技术特征摘要】
1.一种一氧化碳催化氧化催化剂，其特征在于：包括依次层叠设置的基体、过渡层和催化剂涂层；
所述基体为电热金属合金载体；所述过渡层为Al2O3涂层；
所述催化剂涂层中的催化剂包括催化剂活性组分和助催化剂，所述催化剂活性组分的质量为基体质量的1-15％，所述助催化剂的质量为基体质量的0.5-5％。


2.根据权利要求1所述的一氧化碳催化氧化催化剂，其特征在于：所述催化剂为氧化钴。


3.根据权利要求1所述的一氧化碳催化氧化催化剂，其特征在于：所述电热金属合金载体为铁铬铝合金或镍铬合金。


4.根据权利要求1所述的一氧化碳催化氧化催化剂，其特征在于：所述助催化剂为氧化铜和氧化铒。


5.根据权利要求1所述的一氧化碳催化氧化催化剂，其特征在于：所述一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法包括以下步骤：
(1)过渡层的制备：采用电沉积法在电热金属合金载体上镀上Al2O3涂层；
(2)制备催化剂涂层前驱体：将助催化剂盐溶解于水中，得到溶液A，将催化剂盐溶解于水中，得到溶液B，将二甲基咪唑溶解于水中，得到溶液C，在搅拌条件下将溶液B加入到溶液C中，然后加入溶液A和铝水溶胶，搅拌并调节pH至11-12，然后于50-60℃下加热搅拌，制得催化剂涂层前驱体；
(3)催化剂涂层的涂覆：将步骤(1)中负载Al2O3涂层的电热金属合金载体浸渍于步骤(2)的催化剂涂层前驱体中，然后取出、干燥，煅烧后制得一氧化碳催化氧化催化剂。


6.制备如权利要求1中所述的一氧化碳催化氧化催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘有春，王光应，梁燕，徐辉，赵羽，
申请(专利权)人：安徽元琛环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34