專利名稱：一種常溫消除一氧化碳的硅藻土催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種常溫消除一氧化碳的硅藻土催化劑及其制備方法，屬于新材料技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，對于CO氣體的去除方法大多采用溶液吸收法、貴金屬催化轉(zhuǎn)化法。如 US 301493中介紹的溶液吸收法，該方法只能針對微量的一氧化碳混合氣體起作用。 CN01124955. 2中提到的可在室溫條件下催化氧化消除一氧化碳的催化劑主要成分是Au、 Pt、Pd、Ni、Co、Fe、Cu、Zn的氧化物，原料使用了貴金屬Au、Pt和Pd，催化劑成本大幅度增 加。中國專利CN200710120654. 8公開的“一種脫除微量CO的催化劑及其制備方法和 與應用”中利用活性組分Au和Pd負載在硅藻土等載體上作為催化劑，將CO氧化成CO2,該 催化劑只能去除微量CO氣體，不能廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低成本、常溫下一氧化碳氣體去除效果好的催化劑及其 制備方法。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種常溫消除一氧化碳的硅藻土催化劑，其特 征在于由載體硅藻土 55-95重量份和活性組分金屬氧化物混合物5-45重量份組成；其中， 所述金屬氧化物混合物由氧化銅1-6重量份、氧化鐵1-5重量份、氧化鎳1-9重量份、氧化 錳1-8重量份、氧化鈷1-7重量份以及氧化鋅1-10重量份組成。本發(fā)明還提供了上述常溫消除一氧化碳的硅藻土催化劑的制備方法，其特征在 于，具體步驟為
第一步、在室溫條件下，將含銅化合物、含鐵化合物、含鎳化合物、含錳化合物、含鈷化 合物和含鋅化合物按比例混合，其中，含銅化合物為醋酸銅、氧化銅、氫氧化銅、硫酸銅和硝 酸銅中的一種或兩種以上的混合物，含鐵化合物為氫氧化鐵、氧化鐵、硝酸鐵和硫酸鐵中的 一種或兩種以上的混合物，含鎳化合物為醋酸鎳、氧化鎳、硝酸鎳、硫酸鎳和氫氧化鎳中的 一種或兩種以上的混合物，含錳化合物為醋酸錳、氧化錳、硝酸錳、硫酸錳和氫氧化錳中的 一種或兩種以上的混合物，含鈷化合物為醋酸鈷、氧化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷和氫氧化鈷中的 一種或兩種以上的混合物，含鋅化合物為醋酸鋅、氧化鋅、硝酸鋅、硫酸鋅和氫氧化鋅中的 一種或兩種以上的混合物；
第二步、將第一步得到的混合物在水、0. l_3wt%鹽酸、0. 1-5襯％硫酸和0. 1-3襯％硝酸 中的一種或兩種以上的混合物中，以50-800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌溶解，得到金屬離子總濃 度為為10-48%的混合溶液；
第三步、按比例將硅藻土以50-800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分散在第二步得到的混合溶液 中2-20小時，然后將溶液過濾，洗滌，得到固體混合物，在80-200°C干燥2-20小時；
3第四步、將第三步中干燥后的固體混合物在400-1000°C焙燒1-10小時，得到常溫消除 一氧化碳的硅藻土催化劑。所述硅藻土催化劑的比表面積為10_300m2/g。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點如下
(1)本發(fā)明所述催化劑原料成本低、工藝簡單、產(chǎn)率高、可再生、壽命長。(2)本發(fā)明所述催化劑常溫下對CO的去除率達到100%，產(chǎn)物為二氧化碳。(3)本發(fā)明所述催化劑具有工藝簡單、原料廣泛、價格低廉、無污染、去除效率高 等優(yōu)點，可用于汽車尾氣凈化、采礦場、天然氣開采場、冶煉廠、合成氨等領(lǐng)域。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例來具體說明本發(fā)明。實施例1
一種常溫消除一氧化碳的硅藻土催化劑，由載體硅藻土 38g和活性組分金屬氧化物 31. 6g組成，其中，所述金屬氧化物混合物由3g氧化銅、16g氧化鐵、4g氧化鎳、1. Sg氧化 錳、4g氧化鈷以及2. Sg氧化鋅組成。其制備方法如下
在室溫下，將4g氧化銅、7g氫氧化鐵、3g氧化鐵、5g氧化鎳、2g氧化錳、5g氧化鈷和3g 氧化鋅混合，加ISOmL 0. lwt%硫酸溶液，以50轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌將固體溶解得到金屬離 子總濃度為13. 8%的混合溶液；將38g硅藻土以50轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分散在金屬離子的 混合溶液中2小時，然后將溶液過濾，洗滌，80°C干燥20小時；將得到固體混合物在400°C 焙燒，焙燒時間為1小時，得到硅藻土催化劑成品。0.8g該催化劑在常溫條件下對50mL 6% 的CO氣體的去除率為94%。實施例2
一種常溫消除一氧化碳的硅藻土催化劑，由載體硅藻土 50g和活性組分金屬氧化物 17. 9g組成，其中，所述金屬氧化物混合物由1. 2g氧化銅、5. 6g氧化鐵、1. 5g氧化鎳、3. 5g 氧化錳、3. 7g氧化鈷以及2. 4g氧化鋅組成。其制備方法如下
在室溫下，將3g醋酸銅、6g硝酸鐵、4g醋酸鎳、7g醋酸錳、9g醋酸鈷和6g硝酸鋅混合， 加200mL水，以250轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌將固體溶解得到金屬離子總濃度為14. 8%的混合溶 液；將50g硅藻土以400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分散在金屬離子的混合溶液中8小時，然后將 溶液過濾，洗滌，200°C干燥2小時；將得到固體混合物在1000°C焙燒，焙燒時間為2小時， 得到硅藻土催化劑成品。Ig該催化劑在常溫條件下對50mL 5%的CO氣體的去除率為98%。實施例3
一種常溫消除一氧化碳的硅藻土催化劑，由載體硅藻土 68g和活性組分金屬氧化物 28g組成，其中，所述金屬氧化物混合物由2. 4g氧化銅、5. Sg氧化鐵、9g氧化鎳、2. Sg氧化 錳、0. Sg氧化鈷以及7. 2g氧化鋅組成。其制備方法如下
在室溫下，將3g氫氧化銅、6g氧化鐵、IOg氧化鎳、3g氫氧化錳、Ig氫氧化鈷和9g氫氧 化鋅混合，加IOOmL 3wt%硝酸溶液，以800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌將固體溶解得到金屬離子
4總濃度為24%的混合溶液；將68g硅藻土以800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分散在金屬離子的混 合溶液中20小時，然后將溶液過濾，洗滌，120°C干燥4小時；將得到固體混合物在700°C焙 燒，焙燒時間為5小時，得到硅藻土催化劑成品。0.8g該催化劑在常溫條件下對50mL 5%的 CO氣體的去除率為97%。實施例4
一種常溫消除一氧化碳的硅藻土催化劑，由載體硅藻土 50g和活性組分金屬氧化物 15. 9g組成，其中，所述金屬氧化物混合物由1. Sg氧化銅、3. 2g氧化鐵、4. Sg氧化鎳、2. 3g 氧化錳、0. Sg氧化鈷以及3g氧化鋅組成。其制備方法如下
在室溫下，將4g硫酸銅、6g硫酸鐵、12g硝酸鎳、5g硝酸錳、2g硝酸鈷和7g硝酸鋅混合， 加300mL水，以500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌將固體溶解得到金屬離子總濃度為10%的混合溶 液；將50g硅藻土以360轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分散在金屬離子的混合溶液中5小時，然后將 溶液過濾，洗滌，100°C干燥5小時；將得到固體混合物在600°C焙燒，焙燒時間為1小時，得 到硅藻土催化劑成品。1.2g該催化劑在常溫條件下對50mL 6%的CO氣體的去除率為99%。實施例5
一種常溫消除一氧化碳的硅藻土催化劑，由載體硅藻土 68g和活性組分金屬氧化物 27. 9g組成，其中，所述金屬氧化物混合物由2. 3g氧化銅、5. 7g氧化鐵、9g氧化鎳、2. 9g氧 化錳、0. Sg氧化鈷以及7. 2g氧化鋅組成。其制備方法如下
在室溫下，將3g氫氧化銅、6g氧化鐵、IOg氧化鎳、3g氫氧化錳、Ig氫氧化鈷和9g氫氧 化鋅混合，加70mL 3wt%鹽酸和1%硫酸溶液，以800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌將固體溶解得到 金屬離子總濃度為31%的混合溶液；將68g硅藻土以800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分散在金屬 離子的混合溶液中20小時，然后將溶液過濾，洗滌，120°C干燥4小時；將得到固體混合物在 700°C焙燒，焙燒時間為5小時，得到硅藻土催化劑成品。Ig該催化劑在常溫條件下對50mL 5%的CO氣體的去除率為99%。實施例6
一種常溫消除一氧化碳的硅藻土催化劑，由載體硅藻土 68g和活性組分金屬氧化物組 成，其中，所述金屬氧化物混合物由2. 4g氧化銅、5g氧化鐵、Ilg氧化鎳、3g氧化錳、1. 3g氧 化鈷以及7g氧化鋅組成。其制備方法如下
在室溫下，將3g氫氧化銅、7g氧化鐵、12g氧化鎳、4g氫氧化錳、1. 5g氫氧化鈷和9g氫 氧化鋅混合，加40mL 3wt%鹽酸溶液，以800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌將固體溶解得到金屬離子 總濃度為48%的混合溶液；將68g硅藻土以800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分散在金屬離子的混 合溶液中10小時，然后將溶液過濾，洗滌，130°C干燥5小時；將得到固體混合物在800°C焙 燒，焙燒時間為3小時，得到硅藻土催化劑成品。Ig該催化劑在常溫條件下對50mL 7%的 CO氣體的去除率為98%。
權(quán)利要求
一種常溫消除一氧化碳的硅藻土催化劑，其特征在于，由載體硅藻土55 95重量份和活性組分金屬氧化物混合物5 45重量份組成；其中，所述金屬氧化物混合物由氧化銅1 6重量份、氧化鐵1 5重量份、氧化鎳1 9重量份、氧化錳1 8重量份、氧化鈷1 7重量份以及氧化鋅1 10重量份組成。
2.權(quán)利要求1所述的常溫消除一氧化碳的硅藻土催化劑的制備方法，其特征在于，具 體步驟為第一步、在室溫條件下，將含銅化合物、含鐵化合物、含鎳化合物、含錳化合物、含鈷化 合物和含鋅化合物按比例混合，其中，含銅化合物為醋酸銅、氧化銅、氫氧化銅、硫酸銅和硝 酸銅中的一種或兩種以上的混合物，含鐵化合物為氫氧化鐵、氧化鐵、硝酸鐵和硫酸鐵中的 一種或兩種以上的混合物，含鎳化合物為醋酸鎳、氧化鎳、硝酸鎳、硫酸鎳和氫氧化鎳中的 一種或兩種以上的混合物，含錳化合物為醋酸錳、氧化錳、硝酸錳、硫酸錳和氫氧化錳中的 一種或兩種以上的混合物，含鈷化合物為醋酸鈷、氧化鈷、硝酸鈷、硫酸鈷和氫氧化鈷中的 一種或兩種以上的混合物，含鋅化合物為醋酸鋅、氧化鋅、硝酸鋅、硫酸鋅和氫氧化鋅中的 一種或兩種以上的混合物；第二步、將第一步得到的混合物在水、0. l_3wt%鹽酸、0. 1-5襯％硫酸和0. 1-3襯％硝酸 中的一種或兩種以上的混合物中，以50-800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌溶解，得到金屬離子總濃 度為10-48%的混合溶液；第三步、按比例將硅藻土以50-800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌分散在第二步得到的混合溶液 中2-20小時，然后將溶液過濾，洗滌，得到固體混合物，在80-200°C干燥2-20小時；第四步、將第三步中干燥后的固體混合物在400-1000°C焙燒1-10小時，得到常溫消除 一氧化碳的硅藻土催化劑。
3.如權(quán)利要求2所述的常溫消除一氧化碳的硅藻土催化劑的制備方法，其特征在于， 所得硅藻土催化劑的比表面積為10-300m2/g。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種常溫消除一氧化碳的硅藻土催化劑及其制備方法。所述的催化劑，由載體硅藻土和活性組分金屬氧化物混合物組成；其中，所述金屬氧化物混合物為氧化銅、氧化鐵、氧化鎳、氧化錳、氧化鈷以及氧化鋅的混合物。其制備方法為將含銅化合物、含鐵化合物、含鎳化合物、含錳化合物、含鈷化合物以及含鋅化合物混合；溶解，將硅藻土分散在混合溶液中，過濾，洗滌，干燥，焙燒。本發(fā)明方法簡單，所得催化劑常溫消除一氧化碳效率高。
文檔編號B01D53/62GK101954283SQ201010289788
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月25日
發(fā)明者丁彬, 俞建勇, 孫剛, 毛雪 申請人:東華大學