一種鈀銅整體式催化劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及納米催化劑技術領域，尤其是涉及一種鈀銅整體式催化劑的制備方法。
【背景技術】
[0002]一氧化碳(C0)是一種對血液和神經(jīng)系統(tǒng)毒性很強的污染物。當空氣中C0達到lOppm，10分鐘就會引起神經(jīng)系統(tǒng)反應，例如，行動遲緩，意識不清等。因此，在環(huán)境治理過程中，C0凈化率是必不可少的指標。鈀銅(PdCu)催化劑能夠在常溫下實現(xiàn)低濃度C0(< 30ppm)的高效轉化，并且具有較好的抗水性和反應穩(wěn)定性，同時Pd的價格相對低廉，具有很好的工程化應用前景。為了滿足工程上對材料的低床層壓力降和高機械強度的要求，通常需要將PdCu擔載在蜂窩陶瓷載體上，制備成整體式PdCu催化劑。整體式PdCu催化劑常用的制備方法為，首先將惰性蜂窩陶瓷載體(通常為堇青石蜂窩陶瓷)涂敷上一層活性涂層，然后將PdCu前驅體溶液浸漬到具有活性涂層的載體上。
[0003]中國專利CN104258875A公開了用于一氧化碳常溫催化氧化的整體式催化劑及制備和應用，將PdCljP CuCl 2溶解在氨水溶液中，然后等體積浸漬到具有活性涂層的堇青石陶瓷載體上。中國專利CN104324737A采用同樣的方法將PdCu擔載在具有氧化鉍改性的活性涂層整體式載體上。但是上述制備過程中難免會有氨氣泄漏出去，造成環(huán)境污染；而且在浸漬過程中Pd、Cu的迀移速率不同，容易造成整體式催化劑Pd、Cu分散不均勻，導致活性下降。文獻或專利中公開的PdCu粉末催化劑也多以氨水作為溶劑制備而得，在制備過程中都或多或少的存在氨氣泄漏的問題。

【發(fā)明內容】

[0004]針對現(xiàn)有技術的不足，本專利首次公開一種利用水作為溶劑進行PdCu整體式催化劑制備的新方法。本發(fā)明首次采用水作為PdCl2-CuCl2活性組分溶劑，待PdCl 2、CuCl2完全溶解后，采用過量浸漬法將PdCl2-CuCl2擔載到涂敷有活性氧化鋁的堇青石蜂窩陶瓷上，制備整體式PdCu催化劑。本發(fā)明避免了在制備過程中造成環(huán)境污染的可能性，改善了 PdCl2、CuCl2在整體式催化劑上的分布不均的狀況。本發(fā)明技術未在相關文獻和專利中報道過。
[0005]一種鈀銅整體式催化劑的制備方法，其特征在于，采用水作為氯化鈀(PdCl2)和氯化銅(CuCl2)溶劑，采用過量浸漬法進行擔載，所述方法包括以下步驟:
第一步，將一定量的PdCljP CuCl 2溶于一定量的去離子水中，磁力攪拌至完全溶解；第二步，將具有活性涂層的堇青石蜂窩陶瓷載體浸漬與上述溶液中，浸漬12 h后取出，將多余溶液吹出，室溫下靜置數(shù)小時；
第三步，將上述整體式鈀銅催化劑，置于50°C鼓風干燥箱中，烘干；
第四步，烘干后的整體式鈀銅催化劑，放置于馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為300-500°C，焙燒時間為4 h，升溫速率為2°C /min。
[0006]第一步中所述Pd與Cu摩爾比為3:1-1:15 ;Pd與C1摩爾比大于1:10，Pd含量低時通過滴加濃鹽酸實現(xiàn)；第二步中所述Pd理論擔載量為1.25 g/L, PdCl2-CuCl2S液與蜂窩陶瓷載體的體積比為4:5。
[0007]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
(1)使用水作為溶劑，避免制備過程中引起的環(huán)境污染。
[0008](2)采用過量浸漬法，活性組分分布均勻，催化劑活性高。
[0009](3)原材料易得，成本低，制備簡單，重復性好。
【具體實施方式】
[0010]下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明:本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0011]實施例1:
稱取1.04g PdCljP3.33g CuCl 2于400 mL水中，磁力攪拌至溶解。將涂敷有活性氧化鋁的堇青石載體(10Cm*10Cm*5Cm)浸漬于上述溶液中，12 h后取出，將多余溶液吹出，室溫下靜置數(shù)小時，50 °C烘干，300°C焙燒4h，備用。Pd理論擔載量為1.25 g/L, Pd與Cu摩爾比為1:3。
[0012]催化劑評價:原料氣組分為，CO 8-10ppm ;體積空速為10000 h S反應溫度30 °C。利用一氧化碳分析儀(Thermo，Model 48i)進行產(chǎn)物分析，儀器的最低檢測限為0.04ppm。
[0013]測試結果，在10000h 1體積空速下，所得整體式催化劑對C0的初始凈化率為78%，24h后活性無明顯降低。
[0014]實施例2:
稱取1.04g PdCljP3.33g CuCl 2于400 mL水中，磁力攪拌至溶解。將涂敷有活性氧化鋁的堇青石載體(10Cm*10Cm*5Cm)浸漬于上述溶液中，12 h后取出，將多余溶液吹出，室溫下靜置數(shù)小時，50 °C烘干，200°C焙燒4h，備用。Pd理論擔載量為1.25 g/L, Pd與Cu摩爾比為1:3。
[0015]催化劑評價同實施例1，測試結果，在10000h 1體積空速下，所得整體式催化劑對C0的初始凈化率為65%，24h后活性降低10%。
[0016]實施例3:
稱取1.04g PdCljP3.33g CuCl 2于400 mL水中，磁力攪拌至溶解。將涂敷有活性氧化鋁的堇青石載體(10Cm*10Cm*5Cm)浸漬于上述溶液中，12 h后取出，將多余溶液吹出，室溫下靜置數(shù)小時，50 °C烘干，400°C焙燒4h，備用。Pd理論擔載量為1.25 g/L, Pd與Cu摩爾比為1:3。
[0017]催化劑評價同實施例1，測試結果，在10000h 1體積空速下，所得整體式催化劑對C0的初始凈化率為70%，24h后活性降低10%。
[0018]實施例4:
稱取1.04g PdCljP0.37g CuCl 2于400 mL水中，滴加濃鹽酸數(shù)滴，磁力攪拌至溶解。將涂敷有活性氧化鋁的堇青石載體(10Cm*10Cm*5Cm)浸漬于上述溶液中，12 h后取出，將多余溶液吹出，室溫下靜置數(shù)小時，50 °C烘干，300°C焙燒4h，備用。Pd理論擔載量為1.25 g/L，Pd與Cu摩爾比為3:1。
[0019]催化劑評價同實施例1，測試結果，在10000h 1體積空速下，所得整體式催化劑對C0的初始凈化率為75%，24h后活性無明顯降低。
[0020]實施例5:
稱取1.04g PdCljP 16.65g CuCl 2于400 mL水中，磁力攪拌至溶解。將涂敷有活性氧化鋁的堇青石載體(10Cm*10Cm*5Cm)浸漬于上述溶液中，12 h后取出，將多余溶液吹出，室溫下靜置數(shù)小時，50 °C烘干，300°C焙燒4h，備用。Pd理論擔載量為1.25 g/L, Pd與Cu摩爾比為1:15。
[0021]催化劑評價同實施例1，測試結果，在10000h 1體積空速下，所得整體式催化劑對C0的初始凈化率為73%，24h后活性無明顯降低。
【主權項】
1.一種鈀銅整體式催化劑的制備方法，其特征在于，采用水作為氯化鈀(Pdci 2)和氯化銅(CuCl2)溶劑，采用過量浸漬法進行擔載，所述方法包括以下步驟: 第一步，將一定量的PdCljP CuCl 2溶于一定量的去離子水中，磁力攪拌至完全溶解；第二步，將具有活性涂層的堇青石蜂窩陶瓷載體浸漬與上述溶液中，浸漬12 h后取出，將多余溶液吹出，室溫下靜置數(shù)小時； 第三步，將上述整體式鈀銅催化劑，置于50°C鼓風干燥箱中，烘干； 第四步，烘干后的整體式鈀銅催化劑，放置于馬弗爐中焙燒，焙燒溫度為300-500°C，焙燒時間為4 h，升溫速率為2°C /min。2.根據(jù)權利要求1所述一種鈀銅整體式催化劑的制備方法，其特征在于，第一步中所述Pd與Cu摩爾比為3:1-1:15 ；Pd與C1摩爾比大于1:10，Pd含量低時通過滴加濃鹽酸實現(xiàn)；第二步中所述Pd理論擔載量為1.25 g/L, PdCl2-CuCl2S液與蜂窩陶瓷載體的體積比為 4:5。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種鈀銅整體式催化劑的制備方法。采用水作為PdCl2-CuCl2活性組分溶劑，待PdCl2、CuCl2完全溶解后，采用過量浸漬的方法擔載于涂敷有活性氧化鋁的堇青石蜂窩陶瓷載體上。本發(fā)明在制備過程中使用水作為溶劑，避免制備過程中引起的環(huán)境污染；過量浸漬法改善了浸漬后整體式催化劑上鈀銅組分分布不均的狀況。同時該方法具有原材料易得，成本低，制備簡單，重復性好等優(yōu)點。
【IPC分類】B01D53/86, B01D53/62, B01J37/02, B01J23/89, B01J35/04
【公開號】CN105268455
【申請?zhí)枴緾N201510753681
【發(fā)明人】何丹農(nóng), 趙昆峰, 袁靜, 蔡婷, 高振源, 楊玲, 張濤, 金彩虹
【申請人】上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月9日