本发明专利技术公开了一种具有室温CO氧化纳米银催化剂及其制备方法。本催化剂的催化活性组分为银，载体为SiO2。催化剂的制备分两步进行：采用模板法制备SiO2载体；然后以SiO2为载体，采用浸渍法制备了Ag/SiO2催化剂。本发明专利技术制备的SiO2载体具有高的比表面积，催化剂具有较好的稳定性，在室温下能催化CO完全转化，经48h使用后，活性基本不变，具有广阔的工业应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种在常温下能使CO氧化的负载型纳米银催化剂及其制备方法，具体地说是涉及到以银为活性组分，SiO2为载体的催化剂，该催化剂可以在常温下催化CO氧化反应，且具有很好的稳定性。属于无机纳米催化材料领域。
技术介绍
随着现代工业的发展，环境污染日趋严重，防止环境污染已经成为关系到国计民生的重大课题。进入二十一世纪，汽车产业迅猛发展，汽车尾气污染已经成为大气污染的主要来源之一，而CO则是汽车尾气中的主要污染物之一，对因机动车尾气造成严重污染的公路隧道和地下机动车通道中的CO净化，开发高效稳定的常温CO催化剂具有非常重要的意义。银相对于贵金属Au，Pt，Pd等廉价，有较好的商业应用前景。但是目前对于CO氧化净化效果不是很理想。Frey，K等利用共沉淀法制备Ag/TiO2催化剂，在60℃下CO的转化率达到50％(Frey，K；Iablokov，V；Melaet，G；Guczi，L；Kruse，N.Catal.Lett.2008，124，74-79)。Xu，R等利用水热法和浸渍法合成MnO2载体和Ag/MnO2催化剂，在126℃下CO的转化率达到90％(Xu，R；Wang，X；Wang，D.S；Zhou，K.B；Li，Y.D.J.Catal.2006，237，426-430.)。Yu，LB等利用一步法合成Ag/SiO2催化剂，在137℃下CO的转化率达到90％(Yu，L.B；Shi，Y.Y；Zhao，Z；Yin，H.B；Wei，Y.C；Liu，J；Kang，W.B；Jiang，T.S；Wang，A.L.Catal.Commun.2011，12，616-620)。Dai，YM等利用热化学蒸发沉淀法和浸渍法合成碳纳米管载体和Ag/C催化剂，在70℃下CO的转化率达到100％(Dai，Y.M；Pan，T.C；Liu，W.J；Jehng，J.M.Appl.Catal.B2011，103，221-225)。目前，Liu，HY等利用一步模板法合成出Ag/SiO2催化剂，在室温CO的转化率达到100％(Liu，H.Y.；Ma，D；Blackley，R.A.；Zhou，W.Z.；Bao，X.H.Chem.Commun.2008，2677-2679.)。由于一步法合成催化剂在扩大制备时存在活性物种分布不均匀，在工业应用有其局限性。
技术实现思路
本专利技术提供一种常温CO氧化负载型的纳米银催化剂以及制备方法。本专利技术的催化剂由催化活性组分和催化剂载体两部分构成，催化剂的活性组分为Ag，其中Ag在催化剂中的含量为2-16wt％；载体为SiO2。催化剂的载体SiO2采用模板法制备：称取直链烷基胺溶解到无水乙醇中，在水浴锅中20-50℃下剧烈搅拌使其完全溶解。然后依次加入硅源、去离子水，继续搅拌24-48h，去离子水洗涤，抽滤，80-120℃干燥6-24h，450-750℃焙烧3-8h，制备出具有介孔结构的SiO2载体。反应混合物的摩尔组成为：硅源∶模板剂∶无水乙醇∶去离子水＝1∶0.2965∶4-12∶12-36。所述的硅源为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯；所述的直链烷基胺为十二胺、十四胺、十六胺或十八胺；催化剂采用浸渍法制备在避光的条件下进行，制备过程如下：将SiO2载体溶解到水中，在搅拌下加入硝酸银，搅拌0.5-1h，静置，烘干，制备出Ag/SiO2催化剂；催化剂的静置时间为6-24h；烘干温度为80-120℃，烘干时间为6-24h；在原料混合气配比体积比为1％CO，0.5-20％O2，98.5-79％He，总流速为30-100ml/min，活性测试连续操作，可以将本专利技术的纳米银催化剂应用于催化CO低温氧化。本专利技术的纳米银催化剂，不仅能在室温催化CO完全氧化，而且还能保持较好的稳定性。另外，该催化剂还可以用作CO选择氧化、挥发性有机污染物、持久性有机污染物氧化、丙烯环氧化、氮氧化物和SO2消除等反应中。本专利技术的有益效果是：工艺和设备简单，成本低廉，重复性好，所制备的SiO2载体具有均一的介孔结构(孔径为2-3nm)和高比表面积(900-1100m2/g)。制备的Ag/SiO2催化剂具有室温催化CO完全氧化的特点，有很好的工业应用前景。具体实施方式实施例1SiO2载体的制备：1.25g十二胺加入到10ml无水乙醇中，水浴锅中25℃搅拌，十二胺完全溶解，至形成透明溶液。向溶液中加入5ml正硅酸乙酯和10ml去离子水，不断搅拌反应24h。用去离子水洗涤，过滤，在烘箱中100℃干燥12h，在空气气氛下马弗炉中450℃煅烧8h，即可得到SiO2载体。Ag/SiO2催化剂的制备：称取1gSiO2载体溶解到5ml水中，在搅拌下加入0.063g硝酸银，继续搅拌1h，静置12h，在烘箱中100℃干燥12h，制备出4wt％Ag/SiO2催化剂。催化剂的活性评价在固定床连续流动微分反应器中进行，反应器为内径4mm的玻璃U型管，催化剂装填量为200mg，原料气组成：1％CO(体积比)，20％O2，79％He，气体流速为30ml/min，反应20min后产物气体中的CO经配有热导池检测器的GC-7890II气相色谱仪在线分析。活性测试表明，使用本方法制备的4wt％Ag/SiO2催化剂在室温可以将CO完全氧化，催化剂使用48h后活性不变。实施例2按照实施例1的本专利技术SiO2制备方法，加入3.6ml正硅酸甲酯来代替正硅酸乙酯。催化剂的评价方法同实施例1。活性测试表明，使用本方法制备的4wt％Ag/SiO2催化剂在室温可以将CO完全氧化，催化剂使用48h后活性不变。实施例3按照实施例1的本专利技术SiO2制备方法，采用1.8g十八胺代替十二胺。催化剂的评价方法同实施例1。活性测试表明，使用本方法制备的4wt％Ag/SiO2催化剂在室温可以将CO完全氧化，催化剂使用48h后活性不变。实施例4按照实施例1的本专利技术SiO2制备方法，采用1.43g十四胺代替十二胺加入到5ml无水乙醇中，水的加入量变为15ml。水浴锅温度变为40℃，硝酸银加入量变为0.0315g。催化剂的评价方法同实施例1。活性测试表明，使用本方法制备的2wt％Ag/SiO2催化剂在室温可以将CO完全氧化，催化剂使用48h后活性不变。实施例4按照实施例1的本专利技术SiO2载体制备方法，采用1.6g十六胺代替十二胺加入到8ml无水乙醇中，水的加入量变为12ml。水浴锅温度变为50℃，在加入去离子水后搅拌48h，在120℃下干燥24h，马弗本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于ＣＯ常温氧化的纳米银催化剂，其特征在于该催化剂的催化活性组分为Ａｇ，其中Ａｇ在催化剂中的含量为２－１６ｗｔ％；载体为ＳｉＯ２；
【技术特征摘要】
1.一种用于CO常温氧化的纳米银催化剂，其特征在于该催化剂的催化活性
组分为Ag，其中Ag在催化剂中的含量为2-16wt％；载体为SiO2；
2.权利要求1所述纳米银催化剂的制备方法，其特征在于，
催化剂的载体SiO2采用模板法制备，制备过程如下：将直链烷基胺溶解到
无水乙醇中，在水浴锅中20-50℃下剧烈搅拌使其完全溶解；依次加入硅源、去
离子水，继续搅拌24-48h，再用去离子水洗涤、烘干、焙烧，制备出具有介孔
结构的SiO2载体；烘干温度为80-120℃，烘干时间为6-24h；焙烧温度为450-750
℃，焙烧时间为3-8h；
上述的反应混合物的摩尔组成为：
硅源∶直链烷基胺∶无水乙醇∶去离子水＝1∶0.2965∶4-12∶12-36；
所述的硅源为正硅酸甲酯或...
【专利技术属性】
技术研发人员：曲振平，张晓东，贾静璇，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：91
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