本发明专利技术涉及一种用于一氧化碳催化氧化的复合氧化物催化剂的制备方法，特别是一种高比表面积高活性的铈铜复合氧化物催化剂的制备方法。本发明专利技术的目的是针对现有的Ｃｕ－Ｃｅ－Ｏ催化剂制备方法制得催化剂的比表面积不高的不足之处，提供一种能大大提高催化剂的比表面积，从而使活性组分在催化剂表面高度分散，明显改善催化性能的高比表面积高活性的铈铜复合氧化物催化剂的制备方法。本发明专利技术催化剂包括载体ＣｅＯ↓［２］和活性组分ＣｕＯ，本发明专利技术催化剂的制备过程是：将铈盐、铜盐和表面活性剂分别溶解在溶剂中，在铈盐、铜盐和表面活性剂溶液中加入沉淀剂，将溶液沉淀过滤、冲洗，直至滤液成中性，再放入烘箱中干燥处理，最后经焙烧后即制得催化剂成品。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于一氧化碳催化氧化的复合氧化物催化剂的制备方法，特别是一种。
技术介绍
一氧化碳、碳氢化合物等是大气污染物中最常见的一类污染物，目前所采用的贵金属催化剂虽然对其有很高的催化活性，但贵金属催化剂存在着耐热性差、价格昂贵和资源稀缺的不足之处，因此人们越来越关注高效能的非贵金属催化剂，特别是过渡金属氧化物催化剂。纳米CeO2作为一种典型的稀土金属氧化物，有着多方面的功能特性，由于其独特的储放氧功能及高温快速氧空位扩散能力，以及高比表面积，大大提高了储氧性能，同时可控制活性组分在催化剂中的分散性，从而增进催化剂的催化活性、热稳定性和抗烧结能力。而CuO作为催化剂的活性组分已广泛应用于氧化、加氢、一氧化碳和碳氢化合物的燃烧等催化反应中。近年来，Cu-Ce-O体系因价廉且催化性能优良而被广泛运用于一氧化碳低温氧化及燃料电池等研究中。不同方法制得的Cu-Ce-O催化剂的形貌和铜物种在CeO2上的分散度不同，因而其催化性能也不同。现有的方法通常是在高比表面的载体上负载活性组分，如共沉淀法、浸渍法、溶胶-凝胶法等，但是这些方法制得催化剂的比表面积普遍不高，因而大大的限制了其催化活性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的Cu-Ce-O催化剂制备方法制得催化剂的比表面积不高的不足之处，提供一种能大大提高催化剂的比表面积，从而使活性组分在催化剂表面高度分散，明显改善催化性能的。本专利技术的催化剂是一种高比表面积的过渡金属复合氧化物催化剂，它包括载体和活性组分，载体为CeO2，活性组分为CuO，其中，活性组分CuO的物质的量占催化剂总物质的量的2％～50％。本专利技术高比表面积高活性的铈铜复合氧化物催化剂的制备过程如下(1)将铈盐、铜盐和表面活性剂分别溶解在溶剂中，将溶液混合均匀，其中，表面活性剂的物质的量是铈盐和铜盐的总的物质的量的1/1.6～1/1；(2)上述铈盐、铜盐和表面活性剂溶液在搅拌的条件下，加入沉淀剂，沉淀剂采用0.1～0.3mol/L NaOH溶液，或0.1～0.3mol/L Na2CO3溶液，或10wt％～50wt％的NH3H2O，直至PH＞10，继续搅拌3～90h；(3)将上述溶液沉淀过滤，并用蒸馏水不断冲洗，直至滤液成中性，再放入烘箱中100℃～150℃干燥6～12个小时，然后以每分钟5～15℃的速度升温至320～500℃焙烧2～6小时，即制得本专利技术的催化剂成品。本专利技术制备的铈铜复合氧化物催化剂具有高比表面，活性组分高分散的特点。同时本专利技术的催化剂具有高的低温催化活性、热稳定性与抗烧结、抗中毒性能等优点。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术一种做出进一步的具体说明，但本专利技术不限于这些实施例。实施例1称取2.18g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，溶解在150mL去离子水中，称取4.13g Ce(NO3)3·6H2O和0.12g Cu(NO3)2·3H2O，混合后加入50mL的去离子水溶解，再将两个溶液混合，搅拌30min。称取2.00g NaOH溶解在300mL去离子水中，并迅速加入到上述混合液中，不断搅拌12小时。然后，将沉淀滤出并用去离子水反复冲洗，至滤液成中性。将产物放入烘箱120℃烘6个小时。最后在马弗炉中以每分钟10℃的速度升温至400℃焙烧4小时，即制得CuO(5％)-CeO2催化剂。实施例2称取2.18g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，溶解在150mL去离子水中，称取3.91gCe(NO3)3·6H2O和0.24g Cu(NO3)2·3H2O，混合后加入50mL的去离子水溶解，再将两个溶液混合，搅拌30min。称取2.00g NaOH溶解在300mL去离子水中，并迅速加入到上述混合液中，不断搅拌12小时。然后，将沉淀滤出并用去离子水反复冲洗，至滤液成中性。将产物放入烘箱120℃烘6个小时。最后在马弗炉中以每分钟10℃的速度升温至400℃焙烧4小时，即制得CuO(10％)-CeO2催化剂。实施例3称取2.18g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，溶解在150mL去离子水中，称取3.47gCe(NO3)3·6H2O和0.48g Cu(NO3)2·3H2O，混合后加入50mL的去离子水溶解，再将两个溶液混合，搅拌30min。称取2.00g NaOH溶解在300mL去离子水中，并迅速加入到上述混合液中，不断搅拌12小时。然后，将沉淀滤出并用去离子水反复冲洗，至滤液成中性。将产物放入烘箱120℃烘6个小时。最后在马弗炉中以每分钟10℃的速度升温至400℃焙烧4小时，即制得CuO(20％)-CeO2催化剂。实施例4称取2.18g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，溶解在150mL去离子水中，称取2.17gCe(NO3)3·6H2O和1.2g Cu(NO3)2·3H2O，混合后加入50mL的去离子水溶解，再将两个溶液混合，搅拌30min。称取2.00g NaOH溶解在300mL去离子水中，并迅速加入到上述混合液中，不断搅拌12小时。然后，将沉淀滤出并用去离子水反复冲洗，至滤液成中性。将产物放入烘箱120℃烘6个小时。最后在马弗炉中以每分钟10℃的速度升温至400℃焙烧4小时，即制得CuO(50％)-CeO2催化剂。实施例5称取本专利技术上述实施例1～4中所制备的催化剂各0.20g，在130℃下脱气处理6个小时后，在液氮温度下测量其比表面积和N2吸脱附等温线。比表面积、平均孔径见表1，N2吸脱附等温线见说明书附附图说明图1。从表1中可以看出，本专利技术的催化剂的比表面积明显大于其他方法制备的催化剂，而随着催化剂中铜含量的增加，催化剂的比表面积逐渐减小。实施例6将本专利技术上述实施例1～4中所制备的催化剂进行XRD表征。在荷兰philips公司生产的PW3040/60型全自动X射线衍射仪器上进行，CuKα辐射源，管电压40kV，管电流40mA，扫描速度1.2°/min。XRD图谱见说明书附图2。催化剂晶粒大小，晶胞参数见表1。从图2和表1中可以看出，本专利技术的催化剂，只有当CuO含量为50％时才出现CuO的特征峰；而CuO的加入使CeO2的晶胞变小，这说明部分CuO进入了CeO2的晶格中或CuO是以高分散的形式存在。实施例7将本专利技术上述实施例1～4中所制备的催化剂制成20-40目的颗粒，称取500mg装填于内径为6mm的固定床催化燃烧反应器中，以CO的催化燃烧作为探针反应，进行催化燃烧性能评价，反应体系气体成分为3％ CO、3％ O2和94％ N2，空速10000h-1。结果见表2。从表2中的数据可知，本专利技术催化剂的低温CO氧化活性明显高于其他方法制得的催化剂。实施例8将本专利技术上述实施例3中所制备的催化剂制成60-80目的颗粒。称取50mg并用等质量等目数的α-Al2O3稀释，装入内径为5mm的反应管中，进行富氢气体中CO的选择性氧化的活性评价。反应体系气体成分为9.8％ H2、1％ CO、1％ O2和88.2％ Ar，空速120000h-1。结果见说明书附图3。从图中可以看出，在120000h-1高空速条件下，本专利技术的催化剂在富氢气氛中选择性消除CO表现出了很高的活性和选择性。表1各催化剂的比表面积、平均孔径、晶粒尺寸和晶胞参数 表2各催化燃烧催化剂的CO催化燃烧效果 权利要求本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高比表面积高活性的铈铜复合氧化物催化剂，它包括载体和活性组分，其特征在于载体为ＣｅＯ↓［２］，活性组分为ＣｕＯ，活性组分ＣｕＯ的物质的量占催化剂总物质的量的２％～５０％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗孟飞，马静萌，谢云龙，王月娟，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]
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