固溶体基催化剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种固溶体基催化剂及其制备方法和用途。该固溶体基催化剂包括载体和活性金属物质；所述活性金属物质包括至少由铜氧化物、铈氧化物、锰氧化物和镧氧化物获得的固溶体；以100重量份载体计，铜氧化物和铈氧化物的总含量为1～40重量份，锰氧化物的含量为0.5～5重量份，镧氧化物的含量为0.1～3重量份。该催化剂对于一氧化碳具有较高的催化活性。催化剂对于一氧化碳具有较高的催化活性。催化剂对于一氧化碳具有较高的催化活性。

【技术实现步骤摘要】
固溶体基催化剂及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及一种固溶体基催化剂及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]一氧化碳是主要的大气污染物之一，来源于含碳物质的不完全燃烧。一氧化碳具有毒性，经呼吸道进入后与血红蛋白结合，会造成血红蛋白丧失运输氧气的功能，使人窒息，严重危害人类的健康。目前一氧化碳较为理想的消除方法是催化氧化法，但是大多数催化剂通常需要使用贵金属元素，提高了催化剂的成本，需要在较高的温度下催化氧化，容易造成烧结。此外，用于催化氧化硫含量和湿度较高的气体(例如，烧结气体)中的一氧化碳的催化剂，还需具有良好的耐硫、耐水性能。
[0003]CN103127930A公开了一种气体脱硝催化剂，该催化剂以Ti氧化物为主要成分，负载有活性组分Mn、Ce复合氧化物的Mn
‑
Ce
‑
M
‑
Ti
‑
O
x
，其中M代表Fe、Co、Cu、Cr、Zr、Al、V中的一种或多种元素。该催化剂适用于NH3和NO的催化反应，对于CO的催化活性较低。
[0004]CN106334565A公开了一种空气净化复合催化剂。该复合催化剂包括锰氧化物复合铜氧化物、铈氧化物、无机多孔材料和黏土，无机多孔材料包括活性炭、分子筛、二氧化硅、二氧化钛、沸石、氧化铝、凹凸棒土、海泡石、高岭土、蒙脱石、硅藻土中的一种或多种。该催化剂对于空气中的有机物质具有较高的催化活性。
[0005]CN109513447A公开了一种脱一氧化碳催化剂，包括载体以及负载在载体上的活性成分和助催化剂，载体为二氧化钛和活性氧化铝的复合物，活性成分包括氧化锰和氧化铜，助催化剂包括五氧化二铌、五氧化二锑、氧化铈、氧化锡、氧化镁和五氧化二钒中的至少一种。该催化剂的对一氧化碳的催化效率较低，且耐水性不好。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种固溶体基催化剂，该催化剂对于一氧化碳具有较高的催化活性。进一步地，该催化剂具有优异的耐硫耐水性能。另一方面，本专利技术提供了一种固溶体基催化剂的制备方法。再一方面，本专利技术提供了上述固溶体基催化剂的用途。
[0007]本专利技术通过以下技术方案实现上述技术目的。
[0008]一方面，本专利技术提供了一种固溶体基催化剂，包括载体和活性金属物质；所述活性金属物质包括至少由铜氧化物、铈氧化物、锰氧化物和镧氧化物获得的固溶体；以100重量份载体计，铜氧化物和铈氧化物的总含量为1～40重量份，锰氧化物的含量为0.5～5重量份，镧氧化物的含量为0.1～3重量份；
[0009]其中，铜氧化物的质量以CuO计，铈氧化物的质量以Ce2O3计，锰氧化物的质量以MnO2计，镧氧化物的质量以La2O3计。
[0010]根据本专利技术的固溶体基催化剂，优选地，所述铜氧化物的质量与铈氧化物的质量之比为1:(0.5～5)。
[0011]根据本专利技术的固溶体基催化剂，优选地，所述载体包括三氧化二铝和二氧化钛，所述三氧化二铝与二氧化钛的质量比为1:(2～8)。
[0012]另一方面，本专利技术提供了上述铜铈基固溶体催化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0013](1)将含有固溶体前驱体和载体前驱体的混合料陈化，得到陈化物；将陈化物成型，得到坯体；
[0014](2)将坯体干燥，然后焙烧，得到固溶体基催化剂。
[0015]根据本专利技术的制备方法，优选地，混合料的制备步骤如下：将含有铜氧化物前驱体、铈氧化物前驱体、镧氧化物前驱体、锰氧化物前驱体的混合物球磨，获得球磨产物；将球磨产物与包含载体前驱体的原料混合，获得混合料。
[0016]根据本专利技术的制备方法，优选地，混合料的制备步骤如下：将含有铜氧化物前驱体、铈氧化物前驱体、镧氧化物前驱体、锰氧化物前驱体的预混物进行水热反应，获得反应物；将反应物与包含载体前驱体的原料混合，获得混合料。
[0017]根据本专利技术的制备方法，优选地，混合料的制备步骤如下：将含有铜氧化物前驱体、铈氧化物前驱体、镧氧化物前驱体、锰氧化物前驱体、载体前驱体的预混物采用共沉淀法获得混合料。
[0018]根据本专利技术的制备方法，优选地，所述载体前驱体含有γ
‑
Al2O3和锐钛矿型二氧化钛。
[0019]再一方面，本专利技术提供了上述固溶体基催化剂在催化氧化一氧化碳中的用途。
[0020]根据本专利技术的用途，优选地，所述一氧化碳存在于气体中，所述气体中含有5～35vol的H2O和/或10～1000mg/Nm3的SO2。
[0021]本专利技术的催化剂中含有由适当含量的铜氧化物、铈氧化物、镧氧化物和锰氧化物获得的固溶体，其对一氧化碳具有良好的催化性能，且具有良好的耐水耐硫性能。根据本专利技术优选的技术方案，载体为三氧化二铝和二氧化钛，这样能够进一步增强催化剂的耐水耐硫性能。本专利技术的活性金属物质与载体的配比能够使活性物质充分分散于载体表面，提高催化剂的催化性能。
附图说明
[0022]图1为实施例1得到的催化剂的XRD图。
[0023]图2为实施例4得到的催化剂的XRD图。
[0024]图3为实施例9得到的催化剂的XRD图。
[0025]图4为比较例2得到的催化剂的XRD图。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。
[0027]<固溶体基催化剂>
[0028]本专利技术的固溶体基催化剂包括载体和活性金属物质。在某些实施方式中，固溶体基催化剂还可以包括成型助剂经煅烧后获得的产物。成型助剂的实例包括但不限于造孔剂、粘结剂、润滑剂。优选地，助剂为淀粉和羧甲基纤维素钠。本专利技术的固溶体基催化剂中不
含有贵金属氧化物。贵金属氧化物是指铂、钯、铑、金、钌、铱、银、锇等贵金属元素获得的氧化物。根据本专利技术的一个实施方式，固溶体基催化剂除载体和活性金属物质外，不含有其他活性成分。
[0029]活性金属物质包括至少由铜氧化物、铈氧化物、锰氧化物和镧氧化物获得的固溶体。在某些实施方式中，活性金属物质为由铜氧化物、铈氧化物、锰氧化物和镧氧化物获得的固溶体。固溶体是指溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持溶剂类型的合金相。固溶体中铜氧化物、铈氧化物、锰氧化物和镧氧化物的晶型结构相互镶嵌获得复合氧化物，而非各氧化物的混合物质。本专利技术发现，由本专利技术组成的氧化物获得的固溶体能够提高对CO的催化效率，且具有良好的耐水、耐硫性能。
[0030]以100重量份载体计，铜氧化物和铈氧化物的总含量为1～40重量份；优选为10～30重量份；更优选为18～25重量份。铜氧化物的质量以CuO计，铈氧化物的质量以Ce2O3计。
[0031]铜氧化物的质量与铈氧化物的质量之比可以为1:(0.5～5)；优选为1:(0.5～2)；更优选为1:(0.8～1.5)。铜氧化物的质量以CuO计，铈氧化物的质量以Ce2O3计。
[0032]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固溶体基催化剂，其特征在于，所述固溶体基催化剂包括载体和活性金属物质；所述活性金属物质包括至少由铜氧化物、铈氧化物、锰氧化物和镧氧化物获得的固溶体；以100重量份载体计，铜氧化物和铈氧化物的总含量为1～40重量份，锰氧化物的含量为0.5～5重量份，镧氧化物的含量为0.1～3重量份；其中，铜氧化物的质量以CuO计，铈氧化物的质量以Ce2O3计，锰氧化物的质量以MnO2计，镧氧化物的质量以La2O3计。2.根据权利要求1所述的固溶体基催化剂，其特征在于，所述铜氧化物的质量与铈氧化物的质量之比为1:(0.5～5)。3.根据权利要求1所述的固溶体基催化剂，其特征在于，所述载体包括三氧化二铝和二氧化钛，所述三氧化二铝与二氧化钛的质量比为1:(2～8)。4.一种权利要求1～3任意一项所述的固溶体基催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将含有固溶体前驱体和载体前驱体的混合料陈化，得到陈化物；将陈化物成型，得到坯体；(2)将坯体干燥，然后焙烧，得到固溶体基催化剂。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，混合料的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文昕，杨南，
申请(专利权)人：中晶环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：