一氧化碳氧化净化的方法技术

本发明专利技术公开了一种一氧化碳氧化净化的方法，属于一氧化碳转化技术。该方法包括以下过程：在温度０～２５０℃及空速１０ｍｌ／ｈ.ｇ↓［ｃａｔ］～４００，０００ｍｌ／ｈ.ｇ↓［ｃａｔ］的条件下，将相对湿度０～９６％的空气与ＣＯ按摩尔比为１００∶０．０１～５混合的气体，通过按钴、铈和锰的原子摩尔比为４０～１００∶１．０～４０∶１．０～４０的氧化钴、氧化铈和氧化锰的混合氧化物催化剂后，将ＣＯ氧化净化为ＣＯ↓［２］。本发明专利技术的优点在于采用的催化剂原料价格相对较低；在相对较低的温度下可以将ＣＯ氧化净化成ＣＯ↓［２］。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于一氧化碳转化技术。技术背景一氧化碳(CO)排放现已成为严重的环境问题，含碳燃料不完全燃烧的排放气、矿井中的气体等均含有大量的co。其中，汽车尾气排放的co约占全球co排放的半数以上。CO是一种易燃、易爆、有毒的气体污染物。当空气中CO的含量超过30mg/mS时，可以使 人中毒；当含量超过12.5%，就有爆炸的危险。因此采用CO氧化净化的方法、将CO转化 为C02，对消除CO污染有很大的实际意义。CO的氧化净化在很多方面都有重要的应用意义。如呼吸用气体净化器、CO气体探 测材料、C02激光器中气体的纯化、封闭体系(飞机、潜艇、航天器等)中微量CO的去 除。另外，在燃料电池系统中，富氢气体中CO的优先氧化可以避免电池电极的CO中毒。 目前，CO氧化净化使用较多且效果较好的是贵金属如铂、钯、金等催化剂。Lorna B. Ortiz-Soto等使用Pt-Au/Ti02催化齐U，在被净化气体组成为l。/。CO和99。/。空气，空速为120，000 ml/h'geat的条件下，在8(TC时可将CO完全氧化为C02; Zhu等将Pd/Ce02-1102用于CO的氧化 净化，在被净化气组成为P/。CO， 1%02和98%八1~，空速为39，000 ml/h'gcat的条件下，在54'C 时可以完全氧化CO; Wu等将Au/Ti02用于CO的氧化净化，在气体组成为1%<30和99%空气， 空速为20,000h"的条件下，在303K是可以将CO完全转化为CO2。使用贵金属催化剂虽然可 以较好的去除CO，但贵金属催化剂有价格昂贵且原料稀有的缺点，从节约能源和实用性角 度考虑，需要研究具有高活性的常规金属或其氧化物催化剂。目前使用较多的常规金属或其氧化物催化剂是铜或氧化铜催化剂，但该催化剂CO氧化 净化效果不是很理想，CO完全氧化需要较高的温度。Zheng等使用50mgCuO/CeO2催化剂， 在被净化气体组成为l。/。CO和99。/。的空气，气体流速为33.6ml/min的条件下，在14(TC时可以 达至UlOO。/oCO转化率。 内容专利技术本专利技术的目的在于提供一种，该方法在较低的温度下可以完 全将CO氧化为C02。本专利技术是通过下述技术方案加以实现的， 一种，其特征在于 包括以下过程在温度0 25(TC及空速10ml/h'geat 400,000ml/h^at的条件下，将相对湿度0 96。/。的空气与CO按摩尔比为100: 0.01 5混合的气体，通过按钴、钸和锰的原子摩尔比 为40-100: 1.0-40: 1.0 40的氧化钴、氧化铈和氧化锰的混合氧化物催化剂后，将CO氧化 净化为C02。上述的CO氧化净化温度为0~ 150°C 。本专利技术具有以下优点催化剂由钴、铈、锰混合氧化物组成，制备催化剂的原料价格 相对较低。使用该催化剂氧化净化一氧化碳，在10ml/h'gcat 400，000ml/h'gcat空速范围内， 在0 15(TC、即较低的温度下可以获得较高的CO转化率。具体实施方式 实施例1共沉淀方法制备Co304-Ce02-MnOx催化剂(以制备Co: Ce: Mn=8: 1: 1 (原子摩尔 比)、O.lmol的Co304-Ce02-MnOx催化剂为例)(1) Ce(N03)3禾a Co(N03)2溶液的配制用天平分别准确称量4.342g Ce(N03)3-6H20 (O.Olmol)禾n 23.282gCo(N03)2'6H20 (0.08moD,并分别向两种物质中加入少量水直至完 全溶解。(2)Mn(N03)2溶液的称取用天平准确称量质量含量为50%的Mn(N03)2溶液3.579g (O.Olmol)。 (3)将三种硝酸盐溶液均匀混合。(4)取适量的质量百分比为10 15%的碳 酸钠水溶液与配制好的Co、 Ce、 Mn混合溶液并流滴定到pH值在8.5 9.5之间的水中， 同时不断的搅拌，搅拌速率约为300r/min。 (5)滴定完毕后，继续搅拌4小时。然后对沉 淀进行洗涤，抽滤。洗涤时用蒸馏水洗涤三次，伴有搅拌。(6)将洗涤和抽滤后的滤饼放 置在8(TC的恒温烘箱中干燥24小时。然后将干燥好的样品在一定温度下焙烧5小时。即 得到Co304-Ce02-MnOx (8: 1: 1)催化剂。将以上述方法制备的Co304-Ce02-MnOx催化剂用于CO的氧化净化使用常压固定床石英管反应器，石英管反应器规格为010。将上述方法制备的催化剂 200mg、颗粒度为40 60目，装入反应器。再通入组成为CO与空气摩尔比1: 100、流速 为134ml/min的混合气。从2(TC开始，每l(TC设一个温度点，直至CO完全被氧化。每个 温度点反应1小时。CO转化率的检测，采用SP-2100型气相色谱，5A分子筛柱和GDX-502 柱，甲垸转化炉，TCD和FID进行检测。在上述条件下，CO氧化净化的结果如下2(TC时，CO转化率16.1%; 3CTC时，CO转化率为50.9%; 40'C时，CO转化率为98.6%; 50'C时，CO转化率为100%。 实施例2按实施例1的催化剂制备步骤，制备Co304-Ce02-MnOx (8: 1: 0.6)催化剂，用该催 化剂进行CO氧化净化，CO氧化条件同实施例l，其结果为2(TC时，(20转化率为9.6%; 30。C时，CO转化率为28.5。/。； 40。C时，CO转化率为88.0%; 5(TC时，CO转化率为100%。 实施例3按实施例1的催化剂制备步骤，制备Co304-Ce02-MnOx (8: 1: 1.5)催化剂，用该催 化剂进行CO氧化净化，CO氧化条件同实施例1，其结果为2(TC时，CO转化率为10.4%; 30。C时，CO转化率为32.8。/。； 40。C时，CO转化率为92.5%; 50。C时，CO转化率为100%。 实施例4按实施例l的催化剂制备步骤，制备C0304-Ce02-MnOx (8: 1: 2)催化剂，用该催化 剂进行CO氧化净化，CO氧化条件同实施例l,其结果为20'C时，CO转化率为9.35。/。； 30。C时，CO转化率为28.4。/。； 40。C时，CO转化率为85.7。/。； 50。C时，CO转化率为100。/。。 实施例5按实施例1的催化剂制备步骤，制备C0304-Ce(VMn0x (8: 1.5: l)催化剂，用该催化剂进行co氧化净化，co氧化条件同实施例i，其结果为2crc时，co转化率为io.i%;30'C时，CO转化率为34.9。/。； 4(TC时，CO转化率为97.2%; 5(TC时，CO转化率为100%。 实施例6按实施例1的催化剂制备步骤，制备Co304-Ce02-MnOx (8: 2: 1)催化剂，用该催化 剂进行CO氧化净化，CO氧化条件同实施例l，其结果为2(TC时，CO转化率为15.9。/。； 30。C时，CO转化率为43.P/。； 4(TC时，CO转化率为90.5。/。； 50。C时，CO转化率为100%。 实施例7将混合气的流速变为268ml/min;其他CO氧化净化条件同实施例1。使用 Co304-Ce02-MnOx (8: 1: l)催化剂，CO氧化结果为30。C时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一氧化碳氧化净化的方法，其特征在于包括以下过程：在温度０～２５０℃及空速１０ｍｌ／ｈ.ｇ↓［ｃａｔ］～４００，０００ｍｌ／ｈ.ｇ↓［ｃａｔ］的条件下，将相对湿度０～９６％的空气与ＣＯ按摩尔比为１００∶０．０１～５混合的气体，通过按钴、铈和锰的原子摩尔比为４０～１００∶１．０～４０∶１．０～４０的氧化钴、氧化铈和氧化锰的混合氧化物催化剂后，将ＣＯ氧化净化为ＣＯ↓［２］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘源，郭强，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]