一种用于天然气汽车尾气净化的ＣｒＸＣｏ３－ＸＯ４尖晶石型催化剂，由呈正二价的钴元素构成尖晶石ＡＢ２Ｏ４结构的Ａ位，铬元素或者铬元素和呈正二价的钴元素共同构成Ｂ位，呈正二价的钴元素、呈正三价的钴元素和铬元素之和与氧元素的摩尔比为１∶２∶４，其制备方法为：一、用去离子水分别配制硝酸铬溶液和硝酸钴溶液；二、按照钴元素和铬元素二者的配比，量取步骤一所配制的硝酸铬溶液和硝酸钴溶液，在磁力搅拌下混合均匀；三、加入氨水溶液，调节ｐＨ，得到悬浊液；四、将步骤三所得悬浊液真空抽滤，将滤饼放入干燥箱内干燥，再转移至马弗炉于焙烧即可，具有热稳定性能良好，结构简单、成本低廉、应用前景广阔的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂制备
，特别涉及一种用于天然气汽车尾气净化的 CrxCo3—x04尖晶石型催化剂及其制备方法。
技术介绍
随着人类社会现代化程度不断提高，全球对汽车的需求量日益增加，汽车给人类 带来方便的同时亦带来了严重问题。汽车消耗大量石油资源加剧了石油短缺的危机，同时 汽车运行所排出的大量有害气体对环境造成严重污染。为解决能源危机及环境污染两大问 题，全球各地正积极开拓使用洁净能源之一的天然气作为车用燃料。天然气汽车以其高效 率、低污染为主要特点，已成为汽车产业发展的必然选择。目前天然气汽车在全球各地的市 场上发展活跃，尤其是压縮天然气(CNG)汽车。然而，目前的CNG汽车都是在定型的汽油车 的基础上改装而成的，所使用的尾气净化催化剂都是针对汽油车的工况和排放特点而设计 的，不能很好的适应CNG汽车的尾气净化。尤其，现有的催化剂对尾气中的甲烷的氧化效果 不佳，导致尾气净化效果不尽人意。 目前，催化转化器的活性成分主要是Pt、 Pd和Rh等贵金属，以及作为助催化剂成 分的Ce、Ba和La等稀土或碱土金属元素，用于提高催化剂的活性和稳定性。由于贵金属资 源有限，价格昂贵，降低贵金属的用量，甚至用贱金属和稀土元素代替贵金属一直是国内外 的研究热点。在这方面，钙钛矿型、六铝酸盐型金属氧化物的相关报道较多，而具有较好热 稳定性和机械强度的尖晶石型(AB204)催化剂甲烷催化燃烧性能的研究报道较少，尤其本 专利技术所涉及的用于甲烷催化氧化的钴铬尖晶石型催化剂。此外，也未发现该系列催化剂用 于天然气汽车尾气净化方面的专利报道。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于天然气汽车尾气 净化的C^Ccvx04尖晶石型催化剂及其制备方法，解决了催化剂对天然气汽车尾气残余甲烷 的氧化效果不佳、尾气净化效果不理想的技术问题，具有催化剂净化效率高、价格低廉，抗 中毒能力强、热稳定性好的特点。 为了实现上述目的，本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的 —种用于天然气汽车尾气净化的CrxCo3—x04尖晶石型催化剂，由呈正二价的钴元素构成尖晶石AB204结构的A位，铬元素或铬元素和呈正三价的钴元素共同构成B位，其中0. 5《X《2 ;呈正二价的钴元素、呈正三价的钴元素和铬元素之与氧元素的摩尔比为1:2:4。通过晶相分析，所述的催化剂中呈尖晶石结构占95% 99%。 本专利技术提供了一种用于天然气汽车尾气净化的CrxCo3—x04尖晶石型催化剂的制备方法，具体步骤如下 —、用去离子水分别配制0. 5 1. Omol/L的硝酸铬溶液和0. 5 1. Omol/L的硝 酸钴溶液；4 二、按照钴元素和铬元素二者的配比(5 0. 5，由X值确定)，量取15 75mL步 骤一所配制的硝酸铬溶液和硝酸钴溶液，在磁力搅拌下混合均匀； 三、在60 8(TC，剧烈搅拌条件下，转速300 600转/分，逐滴加入质量比为 10X的氨水溶液，并用上述氨水溶液调节pH至8. 5 9. 5，此时形成悬浊液，待pH值稳定之 后，继续搅拌2小时； 四、将步骤三所得悬浊液真空抽滤，然后将滤饼放入90 11(TC干燥箱内干燥8 12小时，之后再转移至马弗炉于600 90(TC焙烧4 5小时，即可得到CrxCo3—x04尖晶石 型催化剂。 本专利技术的优点是1)该系列催化剂对天然气汽车尾气残余甲烷氧化能力突出，抗 水蒸气、抗硫中毒能力较好，具有对恶劣环境适应性强的优点；2)该系列催化剂热稳定性 好，适合汽车尾气排气温度高，温度变化范围大的特点；3)该催化剂结构简单、原料丰富、 成本低廉，具备应用前景；具有催化剂净化效率高、抗中毒能力强、热稳定性好的特点。附图说明 附图为本专利技术实施例3的水热稳定性试验效果图。 具体实施例方式实施例1 :Cr。.5Co2.504 (X = 0. 5)催化剂的制备 —种用于天然气汽车尾气净化的C^Ccvx04尖晶石型催化剂，其特征在于由呈正 二价的钴元素构成尖晶石AB204结构的A位，铬元素或铬元素和呈正三价的钴元素共同构成B位；其中X = 0. 5 ;所述的该系列催化剂中呈正二价的钴元素、呈正三价的钴元素和铬元素之与氧元素的摩尔比为1 :2:4。通过晶相分析，所述的催化剂中呈尖晶石结构占 95%。 —种用于天然气汽车尾气净化的C^Ccvx04尖晶石型催化剂的制备方法，具体步骤 如下 —、用去离子水分别配制0. 75mol/L的硝酸铬溶液和0. 75mol/L的硝酸钴溶液； 二、按照钴元素和铬元素二者的摩尔比为5 : l配比，量取15mL的硝酸铬溶液和 75mL的硝酸钴溶液，在磁力搅拌下混合均匀； 三、在7(TC，磁力搅拌，转速450转/分，逐滴加入质量比为10%的氨水溶液，并用 上述氨水溶液调节溶液pH至9. 3，此时有悬浊液形成，待pH值稳定之后，继续搅拌2小时； 四、将步骤三所得悬浊液真空抽滤，然后将滤饼放入ll(TC的烘箱内干燥12小时， 之后再将干燥物转移至马弗炉于70(TC焙烧4小时，即可得到Cr。.5Co2.504 (X = 0. 5)尖晶石 型催化剂粉末。 实施例2 :CrCo204 (X = 1. 0)催化剂的制备 —种用于天然气汽车尾气净化的C^Ccvx04尖晶石型催化剂，由呈正二价的钴元素 构成尖晶石AB204结构的A位，铬元素或铬元素和呈正三价的钴元素共同构成B位；其中 X = 1. 0 ;所述的该系列催化剂中呈正二价的钴元素、呈正三价的钴元素和铬元素之与氧元 素的摩尔比为l :2:4。通过晶相分析，所述的催化剂中呈尖晶石结构占98%。 —种用于天然气汽车尾气净化的C^Ccvx04尖晶石型催化剂的制备方法，具体步骤如下 —、用去离子水分别配制0. 5mol/L的硝酸铬溶液和1. 0mol/L的硝酸钴溶液； 二、按照钴元素和铬元素二者的摩尔比为2 : 1的配比，量取30mL的硝酸铬溶液 和60mL的硝酸钴溶液，在磁力搅拌下混合均匀； 三、在6(TC，磁力搅拌，转速300转/分，逐滴加入质量比为10%的氨水溶液，并用 上述氨水溶液调节溶液pH至9. 3，此时有悬浊液形成，待pH值稳定之后，继续搅拌2小时； 四、将步骤三所得悬浊液真空抽滤，然后将滤饼放入9(TC的烘箱内干燥8小时，之 后再将干燥物转移至马弗炉于60(TC焙烧4. 5小时，即可得到Cr。.5Co2.504 (X = 0. 5)尖晶石 型催化剂粉末。 实施例3 :Cr2Co04 (X = 2. 0)催化剂的制备 —种用于天然气汽车尾气净化的C^Ccvx04尖晶石型催化剂，由呈正二价的钴元素 构成尖晶石AB204结构的A位，铬元素或铬元素和呈正三价的钴元素共同构成B位；其中 X = 2. 0 ;所述的该系列催化剂中呈正二价的钴元素、呈正三价的钴元素和铬元素之与氧元 素的摩尔比为l :2:4。通过晶相分析，所述的催化剂中呈尖晶石结构占99%。 —种用于天然气汽车尾气净化的C^Ccv^尖晶石型催化剂的制备方法，具体步骤 如下 —、用去离子水分别配制1. 0mol/L的硝酸铬溶液和0. 5mol/L的硝酸钴溶液； 二、按照钴元素和铬元素二者摩尔比为1 : 2的配比，量取60mL的硝酸铬溶液和 30mL的硝酸钴溶液本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于天然气汽车尾气净化的Ｃｒ↓［Ｘ］Ｃｏ↓［３－Ｘ］Ｏ↓［４］尖晶石型催化剂，其特征在于：由呈正二价的钴元素构成尖晶石ＡＢ↓［２］Ｏ↓［４］结构的Ａ位，铬元素或铬元素和呈正三价的钴元素共同构成Ｂ位；其中：０．５≤Ｘ≤２，所述的该系列催化剂中呈正二价的钴元素、呈正三价的钴元素和铬元素之与氧元素的摩尔比为１∶２∶４。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊华，陈景欢，郝吉明，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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