[发明专利]一种水汽和二氧化碳气氛下氧化CO的催化剂及其制备方法

说明书

一种水汽和二氧化碳气氛下氧化CO的催化剂及其制备方法，该催化剂由过渡金属Ce、Cu、V、Ag、Ca复合氧化物载体、稀土金属氧化物La₂O₃和贵金属Pt组成，其中复合氧化物中Ce、Cu、V、Ag、Ca的摩尔比为0.85：0.05：0.05：0.04：0.01；La₂O₃的质量百分含量为复合氧化物载体的1‑3％；Pt的质量百分含量为复合氧化物载体的2％。首先采用溶胶凝胶法，经过硝酸处理，制备复合氧化物载体，然后在复合氧化物载体上再分步负载La₂O₃和贵金属Pt。该催化剂在水汽和二氧化碳环境下，有较高的CO氧化性能及稳定性。

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备方法，特别涉及一种水汽和二氧化碳气氛下化CO的催化剂及其制备方法。

背景技术

CO作为主要环境污染物之一，极易与血红蛋白结合，导致神经系统受到损害，甚至呼吸系统疾病，当空气中CO浓度达到1.2％时便会在短时间内致死。此外，在石油化工中，多数烃类加工催化剂表面积碳致使催化剂催化活性降低甚至失活，此外催化剂氧化再生过程也涉及到CO的催化氧化。因此有效消除CO成为催化领域的重要课题之一。

CO氧化反应反应过程简单且具有代表性，在科学领域常被用作研究催化剂的探针反应，在环境保护、人类生活及工业等方面中常被用于CO气体探测材料、空气净化器、CO防毒面具、汽车尾气处理等。但在实际应用中，反应气中通常含有水汽、二氧化碳等杂质气体将严重影响CO氧化反应性能。如质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为新一代无污染能源电池，其采用氢作为能源受到人们的广泛喜爱，但是其中少量CO便会使Pt阳极中毒，由于在反应过程中会产生H₂O以及少量CO₂，这样便会很难除去CO。不同形貌纳米Co₃O₄催化剂在不添加水汽情况下CO转化率、稳定性都很高但是添加水汽后CO转化率急剧下降，持续5h后CO转化率就下降至12％，由此可见，水汽的存在严重抑制催化剂的催化性能{Zeng L,Li K,HuangF,et al.Chinese Journal of Catalysis,2016,37(6):908-922.}。Schubert等研究表明CO₂易在金属粒子或金属氧化物表面共吸附致使CO吸附减弱，此外，CO₂也很容易在催化剂表面形成碳酸盐加速催化剂失活{Markus M.Schubert,Akula Venugopal,et al.Journal ofCatalysis，2004，222，32-40.}。