The present invention provides a core-shell type CO oxidation catalyst and its preparation method and application. The core-shell type MOF@MOF precursor material is prepared. A series of MOF materials are coated in another MOF material to form MOF@MOF core-shell material, and then a highly efficient CO oxidation catalyst maintaining core-shell structure is obtained by calcining the core-shell type MOF material. The preparation process is complex, the production cost is high, the storage is small, the recovery is difficult and so on. Two kinds of MOF materials are combined to form MOF@MOF precursor materials in advance, and the core-shell structure is maintained after calcination. This structure can greatly reduce the inactivation of internal metal oxide catalysts due to water vapor, and internal and external metal oxides can play a synergistic catalytic role in CO. As a result, CO can be completely transformed at about 90 C.
【技术实现步骤摘要】
一种核壳型CO氧化催化剂及其制备方法与应用(一)
本专利技术涉及一种原料易得、条件温和、成本低廉的MOF@MOF衍生的核壳型催化剂及其简单制备方法,以及用于高效催化氧化CO,主要针对机动车尾气排放的净化处理,属于环境催化材料
(二)
技术介绍
随着社会经济的发展和石油化工行业的不断进步,人类对化石能源的需求量也不断地增加,从而导致CO的排放量与日俱增。CO是一种无色无味的有毒气体,主要是由于含碳燃料的不完全燃烧所致,或者是内燃机在高温高压的燃烧条件下产生,是大气污染的主要污染物之一。CO对血液、神经系统有很强的毒性,被人体吸入之后,通过肺泡进入血液循环,会与血液中的血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白,进而阻碍血红蛋白与氧气的结合,从而出现机体组织缺氧坏死,造成人体CO中毒。空气中含有10ppmCO便对人体造成危害,对人类健康产生了重大的威胁,因此,消除CO在日常生产生活以及工业生产过程等方面显得至关重要。由于对CO气体产生的源头控制较为困难,故主要采取将已产生的CO通过物理或者化学的方法进行消除,以减少其对人体的危害。目前,对于去除CO的方法主要有催化氧化法、物理吸附法、等离子体法等。常规的物理吸附法由于受到材料的吸附容量和吸附速率的限制而影响其应用,而等离子体法则存在操作和系统复杂等问题,不适合于大规模应用。相比而言,催化氧化法在设备体积以及操作简便性上具有很大的优势,在一定温度下将CO转化为CO2,是去除CO最根本、最有效的方法。CO氧化催化剂一般要求在高温下进行反应,但是对于空气中低浓度CO的去除,例如封闭系统(航天器、潜艇、车间等)内空气净化、机 ...
【技术保护点】
1.一种核壳型CO氧化催化剂,其特征在于,按如下方法制备得到:(1)将内核MOF材料加到乙醇或N,N‑二甲基甲酰胺中,超声均匀,得到溶液A;将六水合硝酸钴和2‑甲基咪唑先分别溶于甲醇,各自超声均匀后混合,得到溶液B;所述内核MOF材料选自Fe、Cu或Mn基MOF材料;所述六水合硝酸钴、2‑甲基咪唑的质量比为1:1.1~1.2;所述六水合硝酸钴、2‑甲基咪唑为外壳MOF材料,所述外壳MOF材料与内核MOF材料的质量比为1:0.1~0.8;(2)将所得溶液A、溶液B混合反应,之后离心、洗涤、烘干,得到MOF包覆MOF核壳材料,将其置于马弗炉内,以5℃/min的速率程序升温至350℃,煅烧2~6h,得到所述核壳型CO氧化催化剂;当内核MOF材料为Mn基MOF材料时,溶液A、溶液B混合反应的条件为:置于高压反应釜中150℃下反应5h;当内核MOF材料为Fe基MOF材料或Cu基MOF材料时,溶液A、溶液B混合反应的条件为:室温搅拌24h。
【技术特征摘要】
1.一种核壳型CO氧化催化剂,其特征在于,按如下方法制备得到:(1)将内核MOF材料加到乙醇或N,N-二甲基甲酰胺中,超声均匀,得到溶液A;将六水合硝酸钴和2-甲基咪唑先分别溶于甲醇,各自超声均匀后混合,得到溶液B;所述内核MOF材料选自Fe、Cu或Mn基MOF材料;所述六水合硝酸钴、2-甲基咪唑的质量比为1:1.1~1.2;所述六水合硝酸钴、2-甲基咪唑为外壳MOF材料,所述外壳MOF材料与内核MOF材料的质量比为1:0.1~0.8;(2)将所得溶液A、溶液B混合反应,之后离心、洗涤、烘干,得到MOF包覆MOF核壳材料,将其置于马弗炉内,以5℃/min的速率程序升温至350℃,煅烧2~6h,得到所述核壳型CO氧化催化剂;当内核MOF材料为Mn基MOF材料时,溶液A、溶液B混合反应的条件为:置于高压反应釜中150℃下反应5h;当内核MOF材料为Fe基MOF材料或Cu基MOF材料时,溶液A、溶液B混合反应的条件为:室温搅拌24h。2.如权利要求1所述的核壳型CO氧化催化剂,其特征在于,步骤(1)中,所述Fe基MOF材料为FeBT...
【专利技术属性】
技术研发人员:张国亮,李畅,毛静雯,
申请(专利权)人:浙江工业大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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