一种工业用铂族金属脱氧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工业用铂族金属脱氧催化剂，所述催化剂包括活性组分和载体；所述活性组分为钌

【技术实现步骤摘要】
一种工业用铂族金属脱氧催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于气体净化领域，具体涉及一种工业用脱氧催化剂
。

技术介绍

[0002]相较于化石燃料，氢能被认为是可持续发展的绿色能源体系，具有来源广
、
可再生
、
零排放碳排
、
零环境污染等优势
。
氢能作为二次能源，须通过制取获得，目前新型制氢技术包括：燃料的改质制氢
、
电解水制氢
、
副产氢
、
生物制氢
、
天然气重整制氢等
。
目前利用电解水加热制氢是工业中常用的一种制氢方法，其中技术较成熟的是高温碱性槽利用电解水加热制氢，已广泛应用于新能源
、
化工
、
氢冶金
、
加氢站
、
电力
、
航空等行业
。
然而，在碱性电解水制氢工艺中，制得氢气中含有微量氧，微量氧的存在给氢的应用带了诸多问题
。
例如，在化学
、
冶金和电子工业中，氢气中未脱除的微量氧易造成下游催化剂或产品中毒
。
[0003]目前，工业中使用较为普遍的脱氧方式有三种，即催化脱氧
、
化学吸附脱氧和活性炭高温脱氧的方式
。
催化脱氧是目前主要采用的脱氧方式，在有氢气存在时，将气体中的氧与氢在脱氧催化剂作用下结合生成水而除去
。
然而，早期常使用的铜系脱氧催化剂
、
镍铬合金脱氧催化剂在催化脱氧过程中需高温高压进行，这一反应条件不仅增加能耗，且在操作过程中存在安全风险
。
[0004]在现有的低温脱氧催化剂的报道中，
CN110721707
公开了一种合成气低温脱氧催化剂，其采用
α
‑
氧化铝为载体，活性组分为贵金属钯，同时添加非贵金属复合氧化物为助剂，对含氧量
0.2vol
％的合成气于温度
40℃
，压力
2.5Mpa
，空速
4000h
‑1的条件下进行脱氧反应
。
但该催化剂需在加压
、
低空速的条件下进行深度除氧，气体停留时间长，处理量小
。CN111215060
公开了一种负载型铂族金属单原子催化剂，对含氧量
0.3vol
％的含氢气体在低温常压，空速
7000h
‑1的条件下进行深度脱氧
。
虽然该催化剂的脱氧反应可在低温常压下进行，但空速较低，且该催化剂制备过程较为繁琐，能耗成本高，仅限于实验室中小批量试样的制备
。
因此，发展一种具有高活性的适用于工业生产的低温常压脱氧催化剂具有重要意义
。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中脱氧催化剂制备过程复杂，成本高，脱氧反应效率低的问题，本专利技术的目的在于提供一种工业用铂族金属脱氧催化剂及其制备方法，该催化剂生产成本低，脱氧效率高，适用于工业中大规模生产及应用
。
为实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种工业用铂族金属脱氧催化剂，所述催化剂包括活性组分和载体；所述活性组分为铂族金属，所述铂族金属为钌
、
铑
、
钯
、
锇
、
铱
、
铂中的一种或两种以上的组合，所述活性组分的含量为载体重量的
0.02
～
0.4wt
％；所述载体为
γ
‑
氧化铝球，其比表面积不小于
200m2/g
，孔容为
0.3
～
0.6mL/g
，粒径范围为3～
6mm。
[0006]优选地，所述
γ
‑
氧化铝球，其比表面积为
200
～
330m2/g
，孔容为
0.33
～
0.54mL/g
，粒径范围为
4.0
～
5.5mm。
[0007]优选地，所述活性组分的含量不小于载体重量的
0.15wt
％
。
[0008]优选地，所述活性组分为钌
、
铑
、
钯
、
铂中两种以上的组合
。
[0009]γ
‑
氧化铝球具有良好的热稳定性
、
化学稳定性和机械强度，其表面呈现出高度的孔隙结构和内部的通道网络
。
γ
‑
氧化铝球的高比表面积使得该催化剂中活性组分与氧气接触更充分，提高反应速率和反应效果
。
本专利技术提供的的工业用铂族金属脱氧催化剂具有热稳定性高
、
低温活性好，在常压下即可顺利进行脱氧反应，在加温
、
加压条件下脱氧效果更为显著，从而达到消除工业氢气中微量氧的目的
。
此外，该催化剂抗磨强度好，使用寿命长，降低了客户使用成本
。
[0010]本专利技术的第二方面，提供了一种工业用铂族金属脱氧催化剂的制备方法，具体包括如下步骤：将
γ
‑
氧化铝球加入至铂族金属盐溶液并在酸性条件下进行浸渍吸附，得到催化剂初级产品；对所述的催化剂初级产品进行液相还原，得到催化剂中级产品；将所述的催化剂中级产品进行干燥
、
焙烧，得到工业用铂族金属脱氧催化剂
。
[0011]本专利技术提供的工业用铂族金属脱氧催化剂采用等体积浸渍法进行制备，利用颗粒型
γ
‑
氧化铝小球具有高比表面积的特性，较好地提高了铂族金属活性组分在氧化铝小球表面的分散性，不仅可以有效防止活性组分的烧结，同时增强了催化剂的低温脱氧催化活性
。
[0012]优选地，在制备过程前，所述
γ
‑
氧化铝球采用预处理试剂以洗涤浸泡方式进行预处理
。
所述预处理试剂选自去离子水
、
乙醇
、
异丙醇中的一种或几种的混合物
。
所述
γ
‑
氧化铝球经预处理试剂洗涤后，于预处理试剂中浸泡4～8小时
。
[0013]优选地，所述铂族金属盐溶液选自铂族金属硝酸盐
、
铂族金属氯酸盐中的一种或几种的混合溶液
。
[0014]优选地，在浸渍吸附过程中，所述酸性条件一般通过硝酸溶液进行调节控制，使得铂族金属盐溶液的
pH
为
1.5
～
3.0
，浸渍吸附时间为2～4小时
。
等体积浸渍的方法简单
、
经济
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种工业用铂族金属脱氧催化剂，其特征在于，所述催化剂包括活性组分和载体；所述活性组分为铂族金属，所述铂族金属为钌
、
铑
、
钯
、
锇
、
铱
、
铂中的一种或两种以上的组合，所述活性组分的含量为载体重量的
0.02
～
0.4wt
％；所述载体为
γ
‑
氧化铝球，其比表面积不小于
200m2/g
，孔容为
0.38
～
0.6mL/g
，粒径范围为3～
6mm。2.
根据权利要求1所述的工业用铂族金属脱氧催化剂，其特征在于，所述载体为
γ
‑
氧化铝球，其比表面积为
200
～
360m2/g
，孔容为
0.38
～
0.45mL/g
，粒径范围为4～
5.5mm。3.
根据权利要求1所述的工业用铂族金属脱氧催化剂，其特征在于，所述活性组分的含量不小于载体重量的
0.15wt
％
。4.
一种如权利要求1或2所述的工业用铂族金属脱氧催化剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：将
γ
‑
氧化铝球加入至铂族金属盐溶液并在酸性条件下进行浸渍吸附，得到催化剂初级产品；对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈荷红，李光凤，
申请(专利权)人：杭州凯明催化剂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：