本发明专利技术公开了一种用于富氢气体中CO优先氧化的催化剂及其应用，尤其是涉及一种花球状或花瓣状CuO负载CeO2催化剂。所述催化剂以硝酸铜为原料，制备花球状或花瓣状CuO，并以该材料作为载体，采用等体积浸渍法合成花球状或花瓣状CuO负载CeO2催化剂用于CO优先氧化。该催化剂制备过程简单易行；原料价格相对较低；CO优先氧化转化率与选择性较高；CO完全转化的温度窗口较宽。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种以( 为载体的催化剂，特别是涉及一种用于CO优先氧化的CuO 负载CeO2催化剂。
技术介绍
现今用于作为燃料电池原料气的富氢气体都是经过碳氢化合物的重整和水煤气变化反应制得，制得的富氢气体主要含有45-75vol. %H2U5-25vol. % C02,0. 5-2vol. % CO 和少量水蒸汽，由于CO可使燃料电池Pt电极中毒，需将富氢气体中的CO去除，而CO的优先氧化是目前去除富氢气体中CO的最有效方法，因此富氢气体中CO的优先氧化是燃料电池原料气制备的关键技术之一。CO优先氧化是指在富氢气体中加入少量的氧气或空气，在催化剂作用下优先氧化CO。而其关键是找到一种高效优先选择氧化CO催化剂，目前用于富氢中CO优先氧化的催化剂主要有(1)负载Au催化剂，这类催化剂大多在较低温度下即可获得较好的CO转化率，但由于Au具有化学惰性，Au催化剂只有在高分散度和小Au粒度的情况下才可能得到较好的催化活性，所以使用负载型Au催化剂去除CO的方法存在由于粒子长大或烧结而导致催化剂失活的问题，很难达到令人满意的CO选择性；( 贵金属催化剂，即采用担载在A1203、CeO2, MgO、CeO2-ZrO2等上的Pt、Pd、Ru、Rh等贵金属催化剂，但是使用贵金属催化剂存在价格昂贵、催化剂活性受H2O和(X)2影响较大、催化剂反应最佳温度较高等弊端；(3)负载型Cu催化剂，目前研究较多且效果较好的是使用CuO负载( 催化剂的方法，从经济学角度讲，铜铈组合催化剂具有很好的前景，Avgouropoulos等发现了传统Cu0/Ce02催化剂体系表现比贵金属Pt/lnordenite催化剂具有更好的反应活性，如在 2000C时有95%的转化率和60%的选择性，因此研究过渡族非贵金属以及稀土元素为主体的催化剂，将是一条可行的研究方向，但是以Cu为活性组分的催化剂用于CO优先氧化时， 富氢气体中的水对CO的优先氧化有很大负面影响，这是使用Cu催化剂存在的一个主要问题。
技术实现思路
本专利技术目的是为了提供一种用于CO优先氧化的CuO负载( 催化剂，其原料价格相对较低，制备过程简单易行，且具有较好的CO转化率和选择性。为了达到上述目的，本专利技术所提供的技术方案是一种用于CO优先氧化的CuO负载CM2催化剂，所述用于优先氧化CO的CuO负载CM2催化剂为花球状或花瓣状。进一步的，所述用于优先氧化CO的CuO负载( 催化剂为5-20 μ m大花球。进一步的，所述用于优先氧化CO的CuO负载( 催化剂为50-500nm小花球。进一步的，所述用于优先氧化CO的CuO负载( 催化剂为1-5 μ m花瓣状。一种用于优先氧化CO的CuO负载( 催化剂的制备方法，它包括如下步骤1)取 0. 02mol Cu (NO3) 2 溶液 600ml，备用；2)氨水与PEG混合溶液的配置按照浓氨水与步骤1)中的Cu (NO3)2溶液的摩尔比为8 1的比例，取浓氨水0. 16mol即24. 6ml，再按氨与水的体积比为1 1加入24. 6ml 去离子水，然后向溶液中加入Ig-IOgMw = 6000的聚乙二醇，超声至完全溶解，制成混合液，3)将步骤1)中的Cu (NO3)3溶液加热至30°C，再将步骤2)中的混合液逐滴加到搅拌的Cu(NO3)2溶液中；4)滴加完毕后，迅速将Cu(NO3)2混合液加热到80°C，同时搅拌12小时后，在20°C 下静置12小时，抽滤，制得黑色沉淀，用去离子水洗涤黑色沉淀物三遍，再用无水乙醇洗涤两遍后，在80°C下干燥12个小时；5)将步骤4)中干燥后的黑色沉淀在500°C下煅烧3小时，升温速率为1_5°C /min, 制得CuO载体；6)取Ig上述步骤所制得的CuO载体，滴加蒸馏水至初湿，记录其吸水量，即浸湿载体所需要的最少水量。根据测得的吸水量和载体质量的比例关系，按照铈的负载量10wt%， 用一定体积的蒸馏水溶解计算量的硝酸铈，超声3-5min至完全溶解得到浸渍液，将CuO载体浸于浸渍液中，密封，静置12个小时后在80°C下烘干，再经350°C煅烧3小时，升温速率为1-5°C /min,制得优先氧化CO的CuO负载CeO2催化剂。进一步的，所述步骤2)中，向溶液中加入3gMw = 6000的聚乙二醇，制得5_20 μ m 大花球状用于优先氧化CO的CuO负载CM2催化剂。进一步的，所述步骤2)中，向溶液中加入5gMw = 6000的聚乙二醇，制得50-500nm 小花球状用于优先氧化CO的CuO负载( 催化剂。进一步的，所述步骤2)中，向溶液中加入6gMw = 6000的聚乙二醇，制得1-5 μ m 花瓣状用于优先氧化CO的CuO负载CM2催化剂。一种用于优先氧化CO的CuO负载( 催化剂的应用，一种花球状或花瓣状CuO负载( 催化剂用于CO优先氧化。采用上述技术方案，本专利技术的技术效果有1、本专利技术原料价格相对较低，制备过程简单易行，并且可以通过制备条件(浓度、 PEG用量等)的改变实现对载体形貌的调变。2、本专利技术具有较好的CO转化率和选择性，且CO完全转化的温度窗口较宽。 附图说明图1为大花球状载体CuO的扫描电镜(SEM)照片；图2为大花球状载体CuO的扫描电镜(SEM)照片；图3为花瓣状载体CuO的扫描电镜(SEM)照片。具体实施例方式以下为本专利技术所提供的实施例，仅是进一步说明本专利技术的应用，而不是限定。实施例1—种用于优先氧化CO的CuO负载( 催化剂的制备方法，其步骤包括1)取 0. 02mol Cu (NO3) 2 溶液 600ml，备用；2)氨水与PEG混合溶液的配置按照浓氨水与步骤1)中的Cu (NO3)2溶液的摩尔比为8 1的比例，取浓氨水0. 16mol即24. 6ml，再按照氨水与水体积比为1 1加入24. 6ml 去离子水，然后向溶液中加入3gMw = 6000的聚乙二醇，超声至完全溶解，制成混合液，备用；3)将步骤1)中的Cu (NO3) 2溶液加热至30°C，再将步骤2~)中的混合液逐滴加到搅拌的Cu(NO3)2溶液中；4)滴加完毕后，迅速将Cu(NO3)2混合液加热到80°C，同时搅拌12小时后，在20°C 下静置12小时，抽滤，制得黑色沉淀，用去离子水洗涤黑色沉淀物三遍，再用无水乙醇洗涤两遍后，在80°C下干燥12个小时；5)将步骤4)中干燥后的黑色沉淀在500°C下煅烧3小时，升温速率为1_5°C /min, 制得5-20 μ m大花球状CuO载体；6)取Ig上述步骤所制得的CuO载体，滴加蒸馏水至初湿，记录其吸水量，即浸湿载体所需要的最少水量。根据测得的吸水量和载体质量的比例关系，按照铈的负载量10wt%， 用一定体积的蒸馏水溶解计算量的硝酸铈，超声3-5min至完全溶解得到浸渍液，将CuO载体浸于浸渍液中，密封，静置12个小时后在80°C下烘干，再经350°C煅烧3小时，升温速率为1-5°C /min,制得5_20 μ m大花球状优先氧化CO的CuO负载CeO2催化剂。实施例2一种用于CO优先氧化的CuO负载( 催化剂的制备方法，其步骤包括1)取 0. 02mol Cu (NO3) 2 溶液 600ml，备用；2)氨水与PEG混合溶液的配本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曾尚红，王艳，苏海全，刘科伟，
申请(专利权)人：内蒙古大学，
类型：发明
国别省市：
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