一种活性氧化铝球及其制备方法和应用技术

一种活性氧化铝球及其制备方法和应用，本申请中的活性氧化铝球的表面负载有氧化钆、氧化铁和氧化锰，将该氧化铝球作为催化剂可在50

【技术实现步骤摘要】
一种活性氧化铝球及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及一氧化碳处理
，具体涉及一种活性氧化铝球及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]为了改善空气质量，迫切需要加强重点行业一氧化碳的治理，目前处理一氧化碳的主要技术有直接燃烧法和催化燃烧法。直接燃烧法中，需要加热到600℃以上直接燃烧，能耗太大。催化燃烧法中需要采用含有铂、钯或钌等贵金属活性成分的催化剂，在200℃以上将一氧化碳转化成无害的二氧化碳，但是含贵金属的催化剂成本太高，因此，亟待开发一种低成本、低能耗的处理一氧化碳废弃的催化剂。

技术实现思路

[0003]本申请的目的是提供一种改进的活性氧化铝球及其制备方法和应用。
[0004]为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：
[0005]本申请的第一方面公开了一种活性氧化铝球，该活性氧化铝球的表面负载有氧化钆、氧化铁和氧化锰。
[0006]需要说明的是，本申请的活性氧化铝球，表面负载有氧化钆、氧化铁和氧化锰，将其作为催化剂可在50
‑
200℃的温度下催化一氧化碳转化成二氧化碳。与现有的将一氧化碳加热到600℃以上进行燃烧的方法相比，采用本申请活性氧化铝球作为催化剂的一氧化碳转化方法，解决了直接燃烧和催化燃烧法能耗高、成本高的问题。
[0007]本专利技术的活性氧化铝球中锰元素的化合价形式包括三价锰(Mn
3+
)和四价锰(Mn
4+
)，锰元素的变价为复合材料提供了氧化还原催化活性。另外，氧化钆、氧化铁和氧化锰之间形成了交错界面，形成了强烈的相互作用，强界面效应诱导不同介质之间的电子转移，从而改变金属纳米粒子的催化性能，提高了活性氧化铝球催化一氧化碳转化成二氧化碳的效率。
[0008]本申请的一种实现方式中，活性氧化铝球在负载氧化钆、氧化铁和氧化锰之前的粒径为1
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2mm、2
‑
3mm、3
‑
5mm、4
‑
6mm或6
‑
8mm；优选为，3
‑
5mm或4
‑
6mm。
[0009]当风量较大时，使用本申请的氧化铝球在反应器内对一氧化碳进行催化时，粒径小会造成反应器内风阻大，影响氧化铝球的分布，氧化铝球的粒径控制在3
‑
5mm或4
‑
6mm范围内能够保证催化的正常进行，粒径过大，气体与氧化铝球的接触面积小，催化效果变差。
[0010]本申请的一种实现方式中，以表面负载氧化钆、氧化铁和氧化锰的活性氧化铝球的总质量计，其中，钆的含量为1.39
‑
2.75％，铁的含量为1.47
‑
1.98％，锰的含量为4.8
‑
4.85％，余量为铝和氧。只有在含量范围内，活性氧化铝球才具备催化活性。
[0011]本申请的第二方面公开了第一方面保护的活性氧化铝球的制备方法，包括：
[0012]第二浆体制备步骤：将钆盐、亚铁盐和锰盐加入到铝溶胶中，滴加氨水直至沉淀消失，搅拌陈化，得到第二浆体；
[0013]烘干、焙烧步骤：将第二浆体与活性氧化铝球以质量比(3
‑
5)：10混合，然后依次经烘干、焙烧以及冷却，得到表面负载有氧化钆、氧化铁和氧化锰的活性氧化铝球。
[0014]需要说明的是，将第二浆体中的铝溶胶起到粘合作用，方便将钆盐、亚铁盐和锰盐粘贴负载于活性氧化铝球的表面，经过烘干、焙烧后，活性氧化铝球表面的金属盐氧化成氧化钆、氧化铁和氧化锰。在对一氧化碳进行催化时，温度在200℃度就能使一氧化碳的转化率达到100％，与现有技术中的直接燃烧法相比，能耗低，与采用铂、钯或钌等贵金属活性成分的催化剂相比，其成本低。
[0015]本申请的一种实现方式中，钆盐包括硝酸钆或氯化钆；或者，铁盐包括氯化亚铁或乙酸亚铁；或者，锰盐包括氯化锰、硝酸锰或乙酸锰。
[0016]本申请的一种实现方式中，钆离子的浓度为0.1
‑
0.2mol/L、亚铁离子的浓度为0.3
‑
0.4mol/L、锰离子的浓度为1mol/L；在此浓度范围内制备得到的活性氧化铝球才能催化一氧化碳转化成二氧化碳。
[0017]以表面负载有氧化钆、氧化铁和氧化锰的活性氧化铝球的总质量计，钆的含量为1.39
‑
2.75％，铁的含量为1.47
‑
1.98％，锰的含量为4.8
‑
4.85％，其余为铝和氧。
[0018]本申请的一种实现方式中，还包括铝溶胶制备步骤，具体包括：将拟薄水铝石加入到温度为85
‑
95℃的去离子水中并混合均匀，配置成固含量为40
‑
120g/L的第一浆体，然后在第一浆体中加入硝酸，得到铝溶胶。
[0019]本申请中，铝溶胶在第二浆体中起到粘合作用，方便将钆盐、亚铁盐和锰盐粘贴负载于活性氧化铝球的表面，经过烘干、焙烧后，活性氧化铝球表面的金属盐氧化成氧化钆、氧化铁和氧化锰。
[0020]本申请的一种实现方式中，铝溶胶制备步骤中，硝酸的浓度为2mol/L。硝酸与拟薄水铝石的摩尔比为(0.08
‑
0.1):1。
[0021]本申请的一种实现方式中，烘干、焙烧步骤中，与第二浆体混合前的活性氧化铝球的粒径包括1
‑
2mm、2
‑
3mm、3
‑
5mm、4
‑
6mm或6
‑
8mm，优选地，与第二浆体混合前的活性氧化铝球的粒径包括3
‑
5mm或4
‑
6mm；
[0022]优选地，烘干、焙烧步骤中，烘干温度为100
‑
150℃，烘干时间为2
‑
4h；焙烧温度为600
‑
800℃，焙烧时间为2
‑
4h。
[0023]本申请的第二专利技术公开了一种催化一氧化碳转化为二氧化碳的催化剂，催化剂包含第一方面保护的活性氧化铝球。
[0024]由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：
[0025]本申请的活性氧化铝球，其表面负载有氧化钆、氧化铁和氧化锰，作为催化剂，能够实现在50
‑
200℃这样相对较低的温度将一氧化碳转化为二氧化碳，与现有技术相比，采用本申请的活性氧化铝球进行一氧化碳进行催化，能降低能耗与成本。且采用本申请的活性氧化铝球，在温度为200℃时，一氧化碳的转化率可以达到100％。
附图说明
[0026]图1为一氧化碳测试路径图；
[0027]图2为实施例1的活性氧化铝催化一氧化碳转化的温度
‑
转化率曲线图；
[0028]图3为实施例2的活性氧化铝催化一氧化碳转化的温度
‑
转化率曲线图。
具体实施方式
[0029]下面通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种活性氧化铝球，其特征在于，所述活性氧化铝球的表面负载有氧化钆、氧化铁和氧化锰。2.如权利要求1所述的活性氧化铝球，其特征在于，所述活性氧化铝球在负载氧化钆、氧化铁和氧化锰之前的粒径为1
‑
2mm、2
‑
3mm、3
‑
5mm、4
‑
6mm或6
‑
8mm；优选为，3
‑
5mm或4
‑
6mm。3.如权利要求1所述的活性氧化铝球，其特征在于，以表面负载氧化钆、氧化铁和氧化锰的活性氧化铝球的总质量计，其中，钆的含量为1.39
‑
2.75％，铁的含量为1.47
‑
1.98％，锰的含量为4.8
‑
4.85％，余量为铝和氧。4.一种如权利要求1
‑
3中任一项所述的活性氧化铝球的制备方法,其特征在于，包括：第二浆体制备步骤：将钆盐、亚铁盐和锰盐加入到铝溶胶中，滴加氨水直至沉淀消失，搅拌陈化，得到所述第二浆体；烘干、焙烧步骤：将所述第二浆体与活性氧化铝球以质量比(3
‑
5)：10混合，然后依次经烘干、焙烧以及冷却，得到表面负载有氧化钆、氧化铁和氧化锰的活性氧化铝球。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钆盐包括硝酸钆或氯化钆；或者，所述铁盐包括氯化亚铁或乙酸亚铁；或者，所述锰盐包括氯化锰、硝酸锰或乙酸锰。6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第二浆体中，钆离子的浓度为0.1
‑
0.2mol/L、亚铁离子的浓度为0.3
‑
0.4mol/L、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李四平，栗豹，
申请(专利权)人：深圳市蓝美蓝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：