氢氧化钴催化剂催化氧化一氧化碳的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种氢氧化钴催化剂催化氧化一氧化碳的应用，属于无机纳米材料和催化技术领域。本发明专利技术所应用的催化剂为纳米氢氧化钴（Co(OH)2）。以纳米Co(OH)2作为催化剂，将其应用于CO催化氧化反应，其催化CO氧化活性高。氢氧化钴催化剂具有活性高，制备方法简单易行，成本低，有利于大规模推广之特点。

【技术实现步骤摘要】
氢氧化钴催化剂催化氧化一氧化碳的应用
本专利技术涉及氢氧化钴催化氧化一氧化碳催化剂的应用，属于无机纳米材料和催化
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技术介绍
一氧化碳是一种典型的易燃、易爆、有毒化合物，是许多工业环境和室内环境空气中的首要污染物。一氧化碳易与人体内的血红蛋白结合，且不易分开，造成机体缺氧，引发中毒现象。当空气中一氧化碳的含量超过30 mg/m3时就会对人体有毒害作用。因此，实现一定温度条件下一氧化碳的消除具有重要的实际意义。此外，CO氧化在CO2激光器中的气体纯化、CO气体探测器、呼吸用气体净化装置、汽车尾气净化、燃料电池以及减少和消除工业生产对环境的CO排放中起重要作用，涉及能源、环境、健康和安全等多个领域。在众多的一氧化碳消涂方法中，催化氧化法因其操作温度低、燃烧效能高、环境友好等特点被认为是最有效的一种途径。因此，CO的催化氧化具有较高的实用价值。目前催化氧化CO的催化剂主要有三种类型:贵金属型、钙钛矿型氧化物型和非贵金属氧化物型催化剂。Au、Pd、Pt、Rh、Ir、Ag等贵金属型催化剂的活性高,但是成本高。而以Au、Pd、Pt等贵金属为主要活性组分的负载型催化剂中，纳米Au粒子负载的催化剂，虽具有良好的催化活性，但稳定性相对较差，催化剂使用寿命短、抗水性能差，并且易被硫化物及卤化物毒化。钙钛矿型氧化物(ABO3)催化剂也有较多报道，如LaCoO3、LaQ.8BaQ.2Co02.94、ACoa8Bia2O2^7 (A = La0.8BaQ.2)、LahCerMnO3 等催化剂。出于经济的考虑，人们一直在努力用非贵金属代替贵金属作为CO氧化反应的催化剂。非贵金属氧化物型催化剂主要是以CuO-MnOx为主要成分的复合氧化物催化剂，在室温环境下能有效地脱除CO。该催化剂的优点是成本较低，缺点是抗湿能力差，易失活。非贵金属氧化物Co3O4也具有较高的CO低温催化氧化活性，但制备过程中使用十二烷基磺酸钠(DRS)作为表面活性剂才能获得高的低温活性。而通过沉淀氧化法制备的Co3O4催化剂用于CO催化氧化的最低温度为98 X’并且制各过程中需要加入H2O2作为氧化剂。 由于Co (OH) 2具有很好的电化学氧化还原性能，而且Co (OH) 2的形貌对其性能和应用有着重要的影响，因而Co(OH)2的形貌得到了大量的研究。当前对Co(OH)2的研究应用方面的研究还多集中在电化学和气相传感器领域。目前关于Co(OH)2催化剂用于CO催化氧化的研究则未见报道。本专利技术涉及催化氧化一氧化碳催化剂的应用。该Co (OH) 2是不规则六方片状单晶，厚度为40 - 80 nm,线度为100 - 300 nm的纳米结构。催化剂催化氧化一氧化碳具有活性高，制备方法简单易行，成本低，有利于大规模推广之特点。本专利技术所涉及的
技术实现思路
和权利要求目前未见其他相关文献报道和专利申请。
技术实现思路
本专利技术涉及氢氧化钴催化氧化一氧化碳的应用，其对CO具有良好的催化氧化活性。本专利技术所应用的氢氧化钴催化剂是具有不规则六方片状的Co(OH)2单晶，厚度为40 - 80 nm,线度为 100 - 300 nm。本专利技术的技术方法是首先采用化学沉淀法，在不同温度下制备纳米Co(OH)2，然后将纳米Co (OH) 2作为催化剂进行CO催化氧化反应。本专利技术的具体内容如下: 1.采用化学沉淀法制备纳米Co(OH)2，通过改变制备工艺参数获得具有不同尺度的纳米Co (OH) 2。该催化剂的主要特点是:以氯化钴(CoCl2.6Η20)、氢氧化钠(NaOH)和去离子水(H2O)为原料，CoCl2.6Η20的水溶液和NaOH的水溶液混合，然后将混合溶液于室温?100°C处理8?48小时，所得沉淀物经去离子水洗涤3次，室温下自然干燥，最终得到纯相的Co (OH)20制备方法简单易行，成本低，有利于大规模推广。2.下述实施例所制备的纳米Co (OH)2 —氧化碳催化剂的性能评价实验在固定床连续流动微反应器中进行，称取50 mg催化剂于微反应器中，气体含量为CO 1%，O2 19.8%，N277.2%，气流空速60L/ (h -g),气流速度50ml/min，反应30min时间后，利用气相色谱法检测微反应器CO气体的浓度。然后继续升温，依次类推，直到反应转化率为100 %，停止升温、反应。CO转换率通过式计算得出:Q = ilZ±xioo%Λ 式中/ LO的初始浓度 Q:尾气中CO的浓度。【附图说明】: 图1为本专利技术实施实例I得到的纳米Co(OH)2的X射线衍射图。图2为本专利技术实施实例I得到的纳米Co (OH) 2的扫描电镜照片。图3为本专利技术实施实例I得到的纳米Co (OH)2催化氧化CO催化效率与温度的关系图。图4为本专利技术实施实例2得到的纳米Co (OH) 2的X射线衍射图。图5为本专利技术实施实例2得到的纳米Co (OH) 2的扫描电镜照片。图6为本专利技术实施实例2得到的纳米Co (OH)2催化氧化CO催化效率与温度的关系图。图7为本专利技术实施实例3得到的纳米Co (OH) 2的X射线衍射图。图8为本专利技术实施实例3得到的纳米Co(OH)2的透射电镜照片。图9为本专利技术实施实例3得到的纳米Co (OH) 2催化氧化CO催化效率与温度的关系图。【具体实施方式】: 采用化学沉淀法制备纳米Co(OH)2，通过改变合成工艺参数获得多种不同尺度的纳米Co(OH)20以下为采用本
技术实现思路
所述催化剂进行CO催化氧化的实例，以帮助进一步理解本专利技术。实施例1: 将CoCl2.6H20的水溶液和NaOH的水溶液混合，然后将混合溶液于室温下处理24小时，所得沉淀物经去离子水洗涤3次，室温下自然干燥，最终得到纳米Co (OH) 2催化剂。其X射线衍射图谱(图1)说明制备的材料为六方相的Co(0H)2。扫描电子显微镜(图2)照片表明，其形貌是不规则六方片状单晶，厚度为50 - 70 nm,线度为200 - 300 nm的纳米结构。将催化剂按照前述实验条件进行催化性能评价，测得纳米Co (OH) 2催化剂催化效率与温度的关系如图3所示，纳米Co(OH)2催化剂显示了高的催化活性。实施例2: 将CoCl2.6Η20的水溶液和NaOH的水溶液混合，然后将混合溶液于60°C下处理8小时，所得沉淀物经去离子水洗涤3次，室温下自然干燥，最终得到纳米Co (OH)2催化剂。其X射线衍射图谱(图4)说明制备的材料为六方相的Co(0H)2。扫描电子显微镜(图5)照片表明，其形貌是不规则六方片状单晶，厚度为40 - 60 nm,线度为150 - 300 nm的纳米结构。将催化剂按照前述实验条件进行催化性能评价，测得纳米Co (OH) 2催化剂催化效率与温度的关系如图6所示，纳米Co(OH)2催化剂显示了高的催化活性。实施例3: 将CoCl2.6H20的水溶液和NaOH的水溶液混合，然后将混合溶液于100°C下处理48小时，所得沉淀物经去离子水洗涤3次，室温下自然干燥，最终得到纳米Co (OH) 2催化剂。其X射线衍射图谱(图7)说明制备的材料为六方相的Co(0H)2。透射电子显微镜(图8)照片表明，其形貌是不规则六方片状单晶，厚度为60 - 80 nm,线度为100 - 300 nm的纳米结本文档来自技高网...

【技术保护点】
纳米Co(OH)2催化剂催化氧化一氧化碳的应用，其特征是使用纳米Co(OH)2作为CO催化氧化反应的催化剂。

【技术特征摘要】
1.纳米Co(OH)2催化剂催化氧化一氧化碳的应用，其特征是使用纳米Co(OH)2作为CO催化氧化反应的催化剂。2.根据权利要求1所述的纳米Co(OH)2催化剂催化氧化一氧化碳的应用，其特征是纳米Co(OH)2催化剂催化氧化一氧化碳完全转化的温度可以通过纳米Co(OH)2催化剂的制备温度进行控制，制备温度在室温一 100℃,纳米Co (OH) 2催化剂催化氧化一氧化碳完全转化的温度为100-20...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毓德，蔡云，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：