一种银基催化剂及其制备方法和在催化CO氧化中的应用技术

本发明专利技术提供了一种银基催化剂及其制备方法和在催化CO氧化中的应用，属于催化剂技术领域。本发明专利技术将活性金属组分及碱金属负载于氧化铝上，借助碱金属的加入，使得单原子银发生团聚，提高催化剂氧化性能；同时碱金属的加入有效促进了活性金属保持持续团聚的效果，极大地提高了催化剂的稳定性。本发明专利技术以碱金属助剂的添加，保证银持续呈现团聚状态，不仅增加了活性位点，还提高了催化剂的活性。本发明专利技术提供的银基催化剂适用于低浓度CO催化氧化，其具有良好的催化活性和稳定性。好的催化活性和稳定性。好的催化活性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种银基催化剂及其制备方法和在催化CO氧化中的应用


[0001]本专利技术涉及催化剂
，特别涉及一种银基催化剂及其制备方法和在催化CO氧化中的应用。

技术介绍

[0002]工业烟气是CO排放的重要来源，钢铁行业烧结烟气的排放量大(烟气流量50～200万Nm3/h)、CO含量高(5000～10000ppm)，按全国年产13.3亿吨烧结矿、每吨烧结矿排放4000m3烟气、烟气CO浓度6000ppm，烧结烟气CO年排放量可达0.26亿吨。烧结烟气CO的大量排放，严重影响了各区域的空气质量。且近年来，钢铁及焦化行业的迅速发展，其中的烧结烟气大量排放，该烟气中含有一定量的CO气体，而现阶段仍无有效的处理手段。同时，当空气中CO浓度达到一定量时，能够迅速与人体的血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白，降低血液的载氧能力，引起人生理上和病理上的变化，甚至死亡。而现阶段下，国内针对低浓度CO催化氧化研究尚且欠缺，开发出高效并且稳定的催化剂迫在眉睫。
[0003]目前，控制CO排放的催化氧化法所用的催化剂主要包括非贵金属催化剂和贵金属催化剂，非贵金属相较于贵金属的活性差异大；贵金属价格高昂，生产成本大；而银基催化剂既能达到贵金属所拥有的活性，同时价格相较低廉，同时具有良好的氧气吸附能力。然而，单组分的银基催化剂催化CO氧化的活性并不高，需要进一步提高其催化活性。传统的提高催化剂活性的手段包括还原性气氛处理、构建不同形貌的载体等手段，经过此方法制得的催化剂稳定性较差，无法满足工业应用的长使用寿命的要求。

技术实现思路

>[0004]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种银基催化剂及其制备方法和在催化CO氧化中的应用，本专利技术提供的银基催化剂具有良好的催化CO氧化活性和稳定性。
[0005]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：
[0006]本专利技术提供了一种银基催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将氧化铝、可溶性银源溶液和可溶性碱金属源溶液混合，进行浸渍，对浸渍后的固液混合物进行干燥，得到负载银源和碱金属源的催化剂前驱体；
[0008]对所述负载银源和碱金属源的催化剂前驱体进行煅烧，得到银基催化剂。
[0009]优选的，所述可溶性碱金属源为硝酸钾和/或乙酸钾。
[0010]优选的，所述氧化铝与可溶性银源中银元素的质量比为1:0.01～0.02；
[0011]所述氧化铝与可溶性碱金属源中碱金属元素的质量比为1:0.01～0.02。
[0012]优选的，所述浸渍的时间为2～3h。
[0013]优选的，所述负载银源和碱金属源的催化剂前驱体中，银源的负载量为1～2wt％，碱金属源的负载量为1～3wt％。
[0014]优选的，所述煅烧的温度为500℃，时间为3h；所述煅烧在空气气氛下进行。
[0015]本专利技术提供了上述制备方法制备得到的银基催化剂，包括氧化铝和负载在所述氧
化铝表面的银团簇，所述银团簇内掺杂有碱金属。
[0016]本专利技术提供了上述银基催化剂在催化CO氧化中的应用。
[0017]优选的，所述应用的方法，包括以下步骤：
[0018]将含有CO、氧气的混合气氛通入含有权利要求7所述的银基催化剂的容器中，进行催化CO氧化反应。
[0019]优选的，所述混合气氛中，CO的体积含量为5000～10000ppm；
[0020]所述催化CO氧化反应的温度为100～500℃，时间为20～30min。
[0021]本专利技术提供了一种银基催化剂的制备方法，包括以下步骤：将氧化铝、可溶性银源溶液和可溶性碱金属源溶液混合，进行浸渍，对浸渍后的固液混合物进行干燥，得到负载银源和碱金属源的催化剂前驱体；对所述负载银源和碱金属源的催化剂前驱体进行煅烧，得到银基催化剂。本专利技术将活性金属组分及碱金属负载于氧化铝上，借助碱金属的加入，使得单原子银发生团聚，提高催化剂氧化性能；同时碱金属的加入有效促进了活性金属保持持续团聚的效果，极大地提高了催化剂的稳定性。本专利技术以碱金属助剂的添加，保证银持续呈现团聚状态，不仅增加了活性位点，还提高了催化剂的活性。本专利技术提供的银基催化剂适用于低浓度CO催化氧化，实施例的结果表明，本专利技术的银基催化剂用于低浓度CO催化氧化能有效促进银团聚，促进CO氧化反应，在相对低温窗口CO的去除率可达到100％，可在200℃下50小时内保持100％的转化率，具有良好的转化率，稳定性高的优点，对实现国内低浓度CO达标排放，降低CO的投资和运行成本十分具有意义。
[0022]本专利技术以银为活性组分，相比于其余贵金属，银的价格低廉易获得；添加助剂碱金属后，低负载量的银在一定条件下仍然能够达到较高的转化率，催化剂的稳定性也随碱金属加入有所提高；同时随着银负载量的降低，大大降低了贵金属的使用量，能够极大地减少生产成本，即节约又环保，从源头上让贵金属造成的成本高在一定程度上得到抑制。
[0023]本专利技术提供的银基催化剂的材料稳定性高，能在一定温度长时间下保持100％的转化率，解决了催化剂稳定性差的问题。
[0024]本专利技术提供了所述银基催化剂的制备方法，使用浸渍法进行制备，操作简单，不仅能形成稳定的银团簇结构，还节省了制备时间。本专利技术使加入碱金属使活性金属组分在载体上持续团聚，并且结构稳定，有利于提高催化剂的催化性能。
[0025]进一步的，本专利技术的制备方法操作简单、步骤较少、容易控制，催化剂的制备时间相对较短、产量相对较多，原材料、金属盐廉价易得，原材料不受时间和地域的限制，所得催化剂催化活性高、形态规整、可控性好，易实现工业化应用。
附图说明
[0026]图1为实施例1～2、对比例1所得银基催化剂固体的微观结构图；
[0027]图2为实施例1～2负载不同量碱金属的银基催化剂的CO氧化活性结果图；
[0028]图3为实施例3～4负载不同量碱金属的银基催化剂的CO氧化活性结果图；
[0029]图4为对比例1、实施例2所得银基催化剂的CO升温氧化活性循环结果图；
[0030]图5为对比例2、实施例3所得银基催化剂的CO升温氧化活性循环结果图。
具体实施方式
[0031]本专利技术提供了一种银基催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0032]将氧化铝、可溶性银源溶液和可溶性碱金属源溶液混合，进行浸渍，对浸渍后的固液混合物进行干燥，得到负载银源和碱金属源的催化剂前驱体；
[0033]对所述负载银源和碱金属源的催化剂前驱体进行煅烧，得到银基催化剂。
[0034]本专利技术将氧化铝、可溶性银源溶液和可溶性碱金属源溶液混合，进行浸渍，对浸渍后的固液混合物进行干燥，得到负载银源和碱金属源的催化剂前驱体。在本专利技术中，所述可溶性碱金属源为硝酸钾，所述可溶性碱金属源溶液的浓度优选为10～20wt％，更优选为10～15wt％。
[0035]在本专利技术中，所述可溶性银源优选为硝酸银，所述可溶性银源溶液的浓度为10～20wt％，更优选为10～15wt本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种银基催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将氧化铝、可溶性银源溶液和可溶性碱金属源溶液混合，进行浸渍，对浸渍后的固液混合物进行干燥，得到负载银源和碱金属源的催化剂前驱体；对所述负载银源和碱金属源的催化剂前驱体进行煅烧，得到银基催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性碱金属源为硝酸钾和/或乙酸钾。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述氧化铝与可溶性银源中银元素的质量比为1:0.01～0.02；所述氧化铝与可溶性碱金属源中碱金属元素的质量比为1:0.01～0.02。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浸渍的时间为2～3h。5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述负载银源和碱金属源的催化剂前驱体中，银源的负载...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，梁一菲，李凯，赵劼，孙鑫，宁平，施磊，马懿星，李原，包双友，李钊，王春雪，李嘉欣，
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：