[发明专利]整体式CO选择性氧化催化剂的制备方法及其应用

说明书

整体式基体如蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷等用于选择性氧化CO的成型催化剂，属于催化剂技术领域。该催化剂是由整体式基体，活性组分和粘结剂三部分构成，活性组分为Pt、Fe制备而成的粉末催化剂，粘结剂为Al₂O₃溶胶和聚乙二醇的混合物。催化剂的制备方法包括整体式催化剂预处理，催化剂粉末的制备，涂覆浆料的制备，涂覆操作及干燥焙烧等步骤。该催化剂有利于气体通过、对操作条件能够快速响应。该催化剂克服了粉末催化剂粒度范围大、气流不均匀、气流阻力大的欠缺，可应用于工业CO选择性氧化的脱除，同时具备整体式蜂窝陶瓷催化剂的各种优点。

技术领域

本发明涉及CO选择性氧化催化剂的制备方法，其属于催化剂技术领域。具体的，涉及利用涂覆法制备整体式CO选择性氧化催化剂的方法。

背景技术

在石油化工行业，许多化学过程中所用的催化剂对CO具有极高的敏感性，微量的CO就会使催化剂中毒或失活，CO的有效消除在诸多方面都有重要应用，如汽车尾气净化、工业排放气中CO的消除以及燃料电池用氢的纯化等。

CO选择性氧化(CO-PROX)在催化剂作用下，在含氢气、氧气等气氛中将CO氧化，是消除CO的有效方法，其具有工艺简单，经济高效等优点。

整体式催化剂是目前应用最为广泛的催化剂，已经有几十年的发展历史。整体式催化剂具有许多平行的通道，这些通道非常狭窄，这类结构催化剂的优点是开孔率大，压降小，烟尘不易沉积造成堵塞，且装卸方便，非常适合工业应用。譬如，CO整体式催化剂，中国专利申请公开第CN113731421A号，公开了CO整体式催化剂的涂覆工艺，涂覆所用浆料由下列重量份的原料制成：CO催化剂粉末50-300、胶黏剂30-50、增塑剂2-20、改性剂2-20、增黏剂5-30、去离子水50-400；采用浸渍法、超声浸渍法或真空涂覆法等各种涂覆方法将催化剂浆料涂覆在载体上。在制备过程中使用多种物质，增塑剂、改性剂、增粘剂，在200℃去除效率在95％以上。

研发整体式选择性氧化CO催化剂、提高其催化性能以及降低机械损失率等具有重要意义。

发明内容

本申请的一个目的在于提高催化剂在使用过程中的机械损失率，提高对催化剂在CO选择性催化氧化的催化活性。

CO选择性氧化催化剂的制备方法，包括：活性催化剂粉末、粘结剂混合物以及水混合为浆料，浆料涂覆在在酸溶液处理后堇青石陶瓷载体上，经焙烧得到CO选择性氧化催化剂；其中，活性催化剂粉末包括Pt-Fe催化剂、Pt-Fe-K催化剂、或者Pt-Cu-Ce催化剂。

上述制备方法得到的Pt基堇青石陶瓷催化剂机械性能好，长期使用其催化性能保持很好。

通过对含有Pt基催化剂浆料制备方法的改进，再涂覆在堇青石上制备的催化剂，催化剂在低温下、富氢的气体环境中表现出优异的选择性氧化CO的催化性能。

附图说明

图1为实施例13制备得到的催化剂的催化性能。

具体实施方式

下面对本发明的CO选择性氧化催化剂的制备方法进一步详细叙述。并不限定本申请的保护范围，其保护范围以权利要求书界定。某些公开的具体细节对各个公开的实施方案提供全面理解。然而，相关领域的技术人员知道，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其他的材料等的情况也可实现实施方案。

除非上下文另有要求，在说明书以及权利要求书中，术语“包括”、“包含”应理解为开放式的、包括的含义，即为“包括，但不限于”。