一种催化氧化CO的Pd-Cu/TiO2双金属催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种催化氧化CO的Pd

A PD Cu / TiO2 bimetallic catalyst for CO oxidation and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种催化氧化CO的Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于CO低温催化氧化催化剂的
，具体涉及一种催化氧化CO的Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]一氧化碳是主要的大气污染物之一，来源于含碳物质的不完全燃烧。常见于化石燃料燃烧排放的烟气、汽车排放的尾气和燃煤取暖设备排放的废气等。这不仅污染环境，而且严重危害人类的生命健康，因为一氧化碳具有毒性，经呼吸道吸入极易与血红蛋白结合，使血红蛋白丧失运输氧气的功能，使人窒息。随着交通运输业和石化产业的发展，各种石化燃料的消耗与日俱增，排放到大气中的一氧化碳也呈现增多的趋势。因此，能高效消除尾气、烟气和废气中的CO将极大程度降低CO的大气排放量。
[0003]目前解决排气的有效手段就是在燃料燃烧的排放口安装内置CO催化氧化催化剂的净化装置，其中的催化剂好坏直接影响着净化装置的普及率。贵金属催化剂由于其高活性和优异的催化性能受到广泛关注，但贵金属价格昂贵，限制了净化装置的推广普及。双金属催化剂能很好地规避这个问题，以双金属合金取代单金属，双金属在协同作用下能降低粒径对催化活性和稳定性的影响。同时以廉价金属代替贵金属能大幅降低催化剂成本，有利于推进催化剂在净化装置中的实际应用。
[0004]申请公布号为CN107519871A的中国专利技术专利申请公开了一种催化氧化CO的Au
‑
Ag/SiO2纳米催化剂的制备方法，得到的AuAg的粒径为2
‑
5 nm，该核壳结构催化剂的直径在50
‑
120nm之间。该方案的双金属Au
‑
Ag都为贵金属，且合金粒子的负载量很高，不适合推广到实际应用中。
[0005]申请公布号CN110026175A的中国专利技术专利申请提供了一种铈锆复合氧化物，所述氧化物以氧化铈和氧化锆为载体，活性组分是铂、铑、钯，经过750℃热处理4
‑
8h后的孔容为0.30
‑
0.65 ml/g。该方案的催化剂在CO转化率为90%时，温度太高，达到145℃，在实际应用中易烧结。
[0006]申请公布号CN102059115A公开了一种凹凸棒黏土负载纳米钯催化剂。该催化剂以凹凸棒黏土为载体，负载活性组分纳米钯和助剂五氧化二钒或三氧化钼，活性组分含量为0.5~3%，助剂含量为0.1~2%，其余为载体。该催化剂稳定性及抗毒性较好，但活性较差，在30℃下使10~200ppm的CO转化率为99.4%。
[0007]申请公布号CN102059127A报道了一种低温催化氧化CO催化剂。该催化剂活性组分为钯和过渡金属（铁，铈，钴，锰，铜，镧，镍，钼）氧化物的一种或几种组成，载体为氧化铝，采用以柠檬酸为原料的溶胶凝胶法制备催化剂。该催化剂在钯的质量分数为载体2.2%，过渡金属为Fe氧化物时活性最高。
[0008]由上述可知，现有技术中催化剂的贵金属使用量一般很大，致使成本上升，限制了贵金属催化剂的大规模应用。同时，一氧化碳在尾气排放口的空速大，反应停留时间短，这
对催化剂的活性提出了更高的要求。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种催化氧化CO的Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂及其制备方法和应用，本专利技术将TiO2作为载体对活性金属起到了支撑分散作用，Pd
‑
Cu的协同作用降低了贵金属的负载量，同时降低了催化剂的制备成本。
[0010]所述的一种催化氧化CO的Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂的制备方法，其特征在于所述催化剂采用共沉淀法制得，具体制备步骤如下：1）将钯盐、铜盐一并溶解于去离子水中，得到混合液A；将纳米TiO2分散于去离子水中，得到混合液B；2）取步骤1）所得混合液A，预热至70
‑
90℃；取步骤1）所得混合液B，预热至70
‑
90℃；维持温度70
‑
90℃且不断搅拌条件下，将混合液A缓慢滴入至混合液B中，待其两者完全混合后，加碱调节pH为8.5
‑
10，继续搅拌反应2
‑
4h后停止搅拌，然后保温静置0.5
‑
2h；3）待步骤2）静置完成后，将混合液趁热抽滤，滤渣用去离子水洗涤后干燥，干燥后的固体置于管式炉中，先在空气气氛下焙烧，然后在H2气氛下焙烧还原，即最终制得Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂产品。
[0011]所述的一种催化氧化CO的Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂的制备方法，其特征在于步骤1）中，钯盐为Pd(NO3)2，铜盐为Cu(NO3)2·
3H2O；钯盐中的Pd元素与铜盐中的Cu元素两者质量之比为1:3~130。
[0012]所述的一种催化氧化CO的Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂的制备方法，其特征在于步骤2）中将混合液A与混合液B进行混合时，钯盐中的Pd元素与铜盐中的Cu元素两者质量之和与TiO2的质量之比为0.05~0.07:1。
[0013]所述的一种催化氧化CO的Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂的制备方法，其特征在于步骤2）中，混合液A、混合液B均预热至80℃，并在80℃温度下将混合液A缓慢滴入至混合液B中，滴加速度为1
‑
3滴/s，进行搅拌的速度为300
‑
500r/min；待混合液A与混合液B完全混合后，用0.05~0.15mol/L的NaOH溶液调节pH为9
‑
10，继续搅拌反应3
‑
4h后停止搅拌，然后保温静置1
‑
1.5h。
[0014]所述的一种催化氧化CO的Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂的制备方法，其特征在于步骤3）中，去离子水洗涤的温度为80
‑
100℃，洗涤后进行干燥的温度为80
‑
100℃；干燥后的固体置于管式炉中先在空气气氛下焙烧的过程为：在空气气氛下，从室温以3
‑
7℃/min的升温速率升温至200
‑
400℃，随后恒温焙烧2
‑
4h，随后自然降温至室温，即焙烧完成；然后在H2气氛下焙烧还原的过程为：将管式炉中的气氛切换为H2气氛，在200
‑
400℃温度下焙烧2
‑
4h，最后自然降温至室温，即焙烧完成。
[0015]按照上述方法制备的Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂。
[0016]所述的Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂，其特征在于所述催化剂包括TiO2载体及负载于TiO2载体上的Pd
‑
Cu合金粒子，所述催化剂的粒径在50
‑
1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种催化氧化CO的Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂的制备方法，其特征在于所述催化剂采用共沉淀法制得，具体制备步骤如下：1）将钯盐、铜盐一并溶解于去离子水中，得到混合液A；将纳米TiO2分散于去离子水中，得到混合液B；2）取步骤1）所得混合液A，预热至70
‑
90℃；取步骤1）所得混合液B，预热至70
‑
90℃；维持温度70
‑
90℃且不断搅拌条件下，将混合液A缓慢滴入至混合液B中，待其两者完全混合后，加碱调节pH为8.5
‑
10，继续搅拌反应2
‑
4h后停止搅拌，然后保温静置0.5
‑
2h；3）待步骤2）静置完成后，将混合液趁热抽滤，滤渣用去离子水洗涤后干燥，干燥后的固体置于管式炉中，先在空气气氛下焙烧，然后在H2气氛下焙烧还原，即最终制得Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂产品。2.如权利要求1所述的一种催化氧化CO的Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂的制备方法，其特征在于步骤1）中，钯盐为Pd(NO3)2，铜盐为Cu(NO3)2·
3H2O；钯盐中的Pd元素与铜盐中的Cu元素两者质量之比为1:3~130。3.如权利要求1所述的一种催化氧化CO的Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂的制备方法，其特征在于步骤2）中将混合液A与混合液B进行混合时，钯盐中的Pd元素与铜盐中的Cu元素两者质量之和与TiO2的质量之比为0.05~0.07:1。4.如权利要求1所述的一种催化氧化CO的Pd
‑
Cu/TiO2双金属催化剂的制备方法，其特征在于步骤2）中，混合液A、混合液B均预热至80℃，并在80℃温度下将混合液A缓慢滴入至混合液B中，滴加速度为1
‑
3滴/s，进行搅拌的速度为300
‑
5...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑春耀，唐浩东，吴松昂，孙秀成，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：