一种钴基催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种钴基催化剂及其制备方法和应用，属于脱磷催化剂的制备技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种钴基催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于磷化氢净化
，具体涉及一种钴基催化剂及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]磷化氢
(PH3)
是一种剧毒
、
易燃
、
有恶臭气味的气体，浓度较低时即会对人体健康造成重大影响，还会污染大气环境
。
[0003]国内外净化磷化氢的方法目前主要分为湿法和干法
。
其中湿法的原理是利用氧化剂或催化剂在吸收塔内氧化磷化氢，主要包括液相催化氧化法
、
液相氧化还原法和湿式催化氧化法，干法主要有燃烧法
、
催化分解法和吸附法
。
[0004]但上述几种技术中，除了催化分解法和吸附法，其他技术均将磷转化为磷的氧化物
、
磷盐和水溶性酸，不论哪种方法都会造成磷资源的浪费，经济效益低；且存在氧化剂
、
吸附剂等用量大
、
运行成本高
、
产生二次污染的问题；催化氧化法通常采用活性炭或碳纳米管负载过渡金属或金属氧化物作为催化剂，而催化分解法虽然能够将磷化氢分解得到磷单质，但是现有工艺复杂，能量消耗大，成本高，且现有的催化磷化氢分解的催化剂反应活性和稳定性较差，不能很好地实现磷化氢的资源化利用
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种钴基催化剂及其制备方法和应用
。
采用本专利技术提供的方法制备得到的钴基催化剂具有高负载和高分散的特点，在磷化氢催化分解制备氢气和单质磷的反应中具有优异的催化活性和稳定性
。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种钴基催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]将可溶性钴盐
、
纳米
SiO2和第一溶剂混合，得到第一混合物料；
[0009]将2‑
甲基咪唑和第二溶剂混合，得到第二混合物料；
[0010]将所述第一混合物料和第二混合物料混合，进行有机配位反应，得到催化剂前驱体；
[0011]将所述催化剂前驱体进行碳化处理，得到钴基催化剂
。
[0012]优选地，所述可溶性钴盐
、
纳米
SiO2和第一溶剂的用量比为
10
～
50mmol
：
0.1
～
1g
：
100
～
500mL。
[0013]优选地，所述2‑
甲基咪唑和第二溶剂的用量比为
10
～
100mmol
：
67
～
666mL。
[0014]优选地，所述第一混合物料中的钴离子与第二混合物料中的2‑
甲基咪唑的摩尔比为1：
0.2
～
10。
[0015]优选地，所述有机配位反应的温度为
30
～
60℃。
[0016]优选地，所述碳化处理的温度为
500
～
900℃
，保温时间为2～
6h
；所述碳化处理的处理气氛包括氢气
、
氮气
、
氦气
、
氩气和氨气中的一种或多种
。
[0017]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的钴基催化剂，包括载体和负载于所述载体上的活性组分；所述载体为
SiO2@C
，所述活性组分为钴单质
。
[0018]优选地，所述钴基催化剂中钴的质量分数为
10
～
60wt
％
。
[0019]本专利技术提供了上述技术方案所述钴基催化剂在磷化氢分解制氢反应中的应用
。
[0020]优选地，所述磷化氢分解制氢反应的温度为
250
～
450℃
，反应时间为
0.5
～
1h。
[0021]本专利技术提供了一种钴基催化剂的制备方法，包括以下步骤：将可溶性钴盐
、
纳米
SiO2和第一溶剂混合，得到第一混合物料；将2‑
甲基咪唑和第二溶剂混合，得到第二混合物料；将第一混合物料和第二混合物料混合，进行有机配位反应，得到催化剂前驱体；将催化剂前驱体进行碳化处理，得到钴基催化剂
。
本专利技术制备得到的钴基催化剂具有高负载和高分散的特点，在磷化氢催化分解制备氢气和单质磷的反应中具有优异的催化活性和稳定性
。
实施例显示，本专利技术提供的钴基催化剂在磷化氢催化分解制备氢气和单质磷的反应中，磷化氢的转化率从
350℃
开始就保持在
90
％以上
。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0023]图1为样品
A、
样品
B、
样品
C
和样品
D
在
250
～
450℃
的温度范围内的
PH3转化率图；
[0024]图2为样品
B
和样品
P
在
250
～
450℃
的温度范围内的
PH3转化率图
。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种钴基催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0026]将可溶性钴盐
、
纳米
SiO2和第一溶剂混合，得到第一混合物料；
[0027]将2‑
甲基咪唑和第二溶剂混合，得到第二混合物料；
[0028]将所述第一混合物料和第二混合物料混合，进行有机配位反应，得到催化剂前驱体；
[0029]将所述催化剂前驱体进行碳化处理，得到钴基催化剂
。
[0030]在本专利技术中，若无特殊说明，所用原料均为本领域技术人员熟知的市售商品
。
[0031]本专利技术将可溶性钴盐
、
纳米
SiO2和第一溶剂混合，得到第一混合物料
。
在本专利技术中，所述可溶性钴盐
、
纳米
SiO2和第一溶剂的用量比优选为
10
～
50mmol
：
0.1
～
1g
：
100
～
500mL
，更优选为
15
～
40mmol
：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钴基催化剂的制备方法，包括以下步骤：将可溶性钴盐
、
纳米
SiO2和第一溶剂混合，得到第一混合物料；将2‑
甲基咪唑和第二溶剂混合，得到第二混合物料；将所述第一混合物料和第二混合物料混合，进行有机配位反应，得到催化剂前驱体；将所述催化剂前驱体进行碳化处理，得到钴基催化剂
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性钴盐
、
纳米
SiO2和第一溶剂的用量比为
10
～
50mmol
：
0.1
～
1g
：
100
～
500mL。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述2‑
甲基咪唑和第二溶剂的用量比为
10
～
100mmol
：
67
～
666mL。4.
根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合物料中的钴离子与第二混合物料中的2‑
甲基咪唑的摩尔比为1：
0.2
～
10。5.
根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李原，黄冰瑶，李凯，孙鑫，王飞，马懿星，赵劼，施磊，包双友，
申请(专利权)人：广东省蔚蓝环境技术研究院江西省润穹环保科技有限公司云南蔚蓝环境工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：