整体式基体如蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷等用于选择性氧化CO的成型催化剂，属于催化剂技术领域。该催化剂是由整体式基体，活性组分和粘结剂三部分构成，活性组分为Pt、Fe制备而成的粉末催化剂，粘结剂为Al2O3溶胶和聚乙二醇的混合物。催化剂的制备方法包括整体式催化剂预处理，催化剂粉末的制备，涂覆浆料的制备，涂覆操作及干燥焙烧等步骤。该催化剂有利于气体通过、对操作条件能够快速响应。该催化剂克服了粉末催化剂粒度范围大、气流不均匀、气流阻力大的欠缺，可应用于工业CO选择性氧化的脱除，同时具备整体式蜂窝陶瓷催化剂的各种优点。同时具备整体式蜂窝陶瓷催化剂的各种优点。
【技术实现步骤摘要】
整体式CO选择性氧化催化剂的制备方法及其应用
[0001]本专利技术涉及CO选择性氧化催化剂的制备方法，其属于催化剂
具体的，涉及利用涂覆法制备整体式CO选择性氧化催化剂的方法。
技术介绍
[0002]在石油化工行业，许多化学过程中所用的催化剂对CO具有极高的敏感性，微量的CO就会使催化剂中毒或失活，CO的有效消除在诸多方面都有重要应用，如汽车尾气净化、工业排放气中CO的消除以及燃料电池用氢的纯化等。
[0003]CO选择性氧化(CO
‑
PROX)在催化剂作用下，在含氢气、氧气等气氛中将CO氧化，是消除CO的有效方法，其具有工艺简单，经济高效等优点。
[0004]整体式催化剂是目前应用最为广泛的催化剂，已经有几十年的发展历史。整体式催化剂具有许多平行的通道，这些通道非常狭窄，这类结构催化剂的优点是开孔率大，压降小，烟尘不易沉积造成堵塞，且装卸方便，非常适合工业应用。譬如，CO整体式催化剂，中国专利申请公开第CN113731421A号，公开了CO整体式催化剂的涂覆工艺，涂覆所用浆料由下列重量份的原料制成：CO催化剂粉末50
‑
300、胶黏剂30
‑
50、增塑剂2
‑
20、改性剂2
‑
20、增黏剂5
‑
30、去离子水50
‑
400；采用浸渍法、超声浸渍法或真空涂覆法等各种涂覆方法将催化剂浆料涂覆在载体上。在制备过程中使用多种物质，增塑剂、改性剂、增粘剂，在200℃去除效率在95％以上。
[0005]研发整体式选择性氧化CO催化剂、提高其催化性能以及降低机械损失率等具有重要意义。
技术实现思路
[0006]本申请的一个目的在于提高催化剂在使用过程中的机械损失率，提高对催化剂在CO选择性催化氧化的催化活性。
[0007]CO选择性氧化催化剂的制备方法，包括：活性催化剂粉末、粘结剂混合物以及水混合为浆料，浆料涂覆在在酸溶液处理后堇青石陶瓷载体上，经焙烧得到CO选择性氧化催化剂；其中，活性催化剂粉末包括Pt
‑
Fe催化剂、Pt
‑
Fe
‑
K催化剂、或者Pt
‑
Cu
‑
Ce催化剂。
[0008]上述制备方法得到的Pt基堇青石陶瓷催化剂机械性能好，长期使用其催化性能保持很好。
[0009]通过对含有Pt基催化剂浆料制备方法的改进，再涂覆在堇青石上制备的催化剂，催化剂在低温下、富氢的气体环境中表现出优异的选择性氧化CO的催化性能。
附图说明
[0010]图1为实施例13制备得到的催化剂的催化性能。
具体实施方式
[0011]下面对本专利技术的CO选择性氧化催化剂的制备方法进一步详细叙述。并不限定本申请的保护范围，其保护范围以权利要求书界定。某些公开的具体细节对各个公开的实施方案提供全面理解。然而，相关领域的技术人员知道，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其他的材料等的情况也可实现实施方案。
[0012]除非上下文另有要求，在说明书以及权利要求书中，术语“包括”、“包含”应理解为开放式的、包括的含义，即为“包括，但不限于”。
[0013]在说明书中所提及的“实施方案”、“一实施方案”、“另一实施方案”或“某些实施方案”等是指与所述实施方案相关的所描述的具体涉及的特征、结构或特性包括在至少一个实施方案中。因此，“实施方案”、“一实施方案”、“另一实施方案”或“某些实施方案”没有必要均指相同的实施方案。且，具体的特征、结构或者特性可以在一种或多种实施方案中以任何的方式相结合。说明书中所揭示的各个特征，可以任何可提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。
[0014]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则所有的百分数、比率、比例、或份数按重量计。
[0015]本专利技术中的重量体积百分比中的单位是本领域技术人员所熟知的，例如是指在100毫升的溶液中溶质的重量。
[0016]本专利技术中，溶液的浓度单位“M”表示mol/L。
[0017]术语“焙烧”是物质在空气气氛下高温处理的过程。
[0018]术语“老化”是指在一定温度下静置一段时间。
[0019]堇青石陶瓷为(2MgO
·
2Al2O3·
5SiO2)为主晶相的陶瓷，本申请优选用蜂窝状堇青石陶瓷。
[0020]术语“固含量”指涂覆浆料中除水外其他所有固体的含量。
[0021]除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本专利技术方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
[0022]具有直通道的陶瓷整块作为CO
‑
PROX催化剂的载体，几何表面积远大于颗粒催化剂的几何表面积，使催化剂层更薄，并增强了反应物向活性催化剂位置的扩散。能对各种工作条件的变化做出快速响应。本申请以堇青石陶瓷作为载体、通过涂覆工艺制备的催化剂具有如下的性能。
[0023]一种CO选择性氧化催化剂的制备方法，包括：活性催化剂粉末、粘结剂混合物以及水混合为浆料，浆料涂覆在在酸溶液处理后堇青石陶瓷载体上，经焙烧得到CO选择性氧化催化剂；其中，活性催化剂粉末包括Pt
‑
Fe催化剂、Pt
‑
Fe
‑
K催化剂、或者Pt
‑
Cu
‑
Ce催化剂。
[0024]本申请的催化剂是将含有Pt
‑
Fe催化剂、Pt
‑
Fe
‑
K催化剂、或者Pt
‑
Cu
‑
Ce催化剂的浆料涂覆在堇青石陶瓷载体，通过浆料制作工艺的调整，得到的Pt基堇青石陶瓷催化剂的CO选择性氧化催化性能有很大的改善，且保持很好的机械牢固度。
[0025]在某些实施方式中，粘结剂混合物包括铝溶胶与表面活性剂。优选的，铝溶胶与聚
乙二醇组成粘结剂组合物。
[0026]在某些实施方式中，活性催化剂粉末分重量与铝溶胶的重量比为1:(1～3)，活性组分粉末与聚乙二醇的重量比为1:(0.1～0.3)。
[0027]优选的，聚乙二醇的重均分子量2000，即聚乙二醇2000。
[0028]铝溶胶的化学分子式为a(Al2O3·
nH2O)
·
bH
x
·
cH2O，其中：Al2O3·
nH2O为水合氧化铝，H
x
为胶溶剂。铝溶胶的pH值2
‑
3。
[0029本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种CO选择性氧化催化剂的制备方法，包括：活性催化剂粉末、粘结剂混合物以及水混合为浆料，浆料涂覆在在酸溶液处理后堇青石陶瓷载体上，经焙烧得到CO选择性氧化催化剂；其中，活性催化剂粉末包括Pt
‑
Fe催化剂、Pt
‑
Fe
‑
K催化剂、或者Pt
‑
Cu
‑
Ce催化剂；粘结剂混合物包括铝溶胶以及表面活性剂；优选的，酸处理后的堇青石陶瓷载体浸渍在浆料一段时间后，将带有浆料的堇青石陶瓷载体干燥，然后在300～350℃的温度下焙烧，得到CO选择性氧化催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，铝溶胶与聚乙二醇组成了粘结剂混合物，活性组分粉末、粘结剂混合物以及水的重量份比例为：活性组分粉末的重量份：9～15份粘结剂混合物的重量份：10～25份水的重量份：60～75份。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，活性组分粉末分重量与铝溶胶的重量比为1:(1～3)，活性组分粉末与聚乙二醇的重量比为1:(0.1～0.3)；更优选的，质量浓度30％的盐酸处理堇青石陶瓷载体，负载的催化剂的用量关系为：活性组分粉末分重量与铝溶胶的重量比为1:1，活性组分粉末与聚乙二醇的重量比为1:0.1。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法，其特征在于，包含Pt
‑
Fe催化剂的浆料的制备方法，包括：将含Pt的可溶性盐和含Fe
3+
的可溶性盐混合得到混合物A，将混合物A与氢氧化钠溶液混合，调节pH在8
‑
10，得到混合物B，混合物B经过老化、干燥后，得到活性组分粉末；活性组分粉末与铝溶胶、聚乙二醇以及水混合制备成浆料。5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：脱永笑，张志伟，张晓倩，李冰，冯翔，王明清，王晴，周露露，杨朝合，陈德，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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