CN101219390B - 一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂及其制备方法 - Google Patents

一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101219390B
CN101219390B CN2007101160440A CN200710116044A CN101219390B CN 101219390 B CN101219390 B CN 101219390B CN 2007101160440 A CN2007101160440 A CN 2007101160440A CN 200710116044 A CN200710116044 A CN 200710116044A CN 101219390 B CN101219390 B CN 101219390B
Authority
CN
China
Prior art keywords
metal component
carbon monoxide
hydrogen
catalyst
porous inorganic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2007101160440A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101219390A (zh
Inventor
李永兆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN2007101160440A priority Critical patent/CN101219390B/zh
Publication of CN101219390A publication Critical patent/CN101219390A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101219390B publication Critical patent/CN101219390B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明提供了一种一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂及其制备方法，它可以解决现有技术存在的成本较高、活性温度范围狭窄且偏向高温且选择性较低等问题。本发明在富氢条件下一氧化碳选择氧化催化剂使用价格比较低的常见金属作为活性组分，附载在一种多孔性无机物载体上构成，从而获得更高的低温一氧化碳的氧化活性和选择性。本发明制备过程简单，操作方便。本发明的氧化催化剂的活性起始温度低，使用温度范围宽，可在60～150℃间工作氧的选择性高达85～90％，即在有效除去一氧化碳的同时，氢气的消耗量极少。

Description

一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种氧化催化剂制备方法，具体的是一种一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂及其制备方法。
背景技术
氢氧燃料电池有望广泛应用于清洁电动汽车，其工作原理是：氢在阳极氧化变成质子和电子，氧在阴极得到电子还原成氧负离子，质子和氧负离子结合生成水而得到连续稳定的电流。氢气的来源一般是甲醇分解和天然气重整制氢，氢气中不可避免地会含有一定量的一氧化碳。由于一氧化碳会导致燃料电池中的铂电极中毒失效，因此氢气中一氧化碳的浓度必须尽量降低。去除一氧化碳的最简易的方法是氧化法，但是在一氧化碳的氧化过程中氢气也会被氧化导致无谓消耗。如果巧妙的利用催化剂的选择性，就可以在有效氧化一氧化碳的同时抑制氢气的氧化。
已知的富氢条件下一氧化碳选择氧化催化剂大多数使用贵金属为活性组分，主要问题是贵金属含量高，一般在5％左右，成本昂贵，而且活性温度范围狭窄且偏向高温，如专利98809466。更为重要的是，大部分已知催化剂的选择性较低，如专利02136480.X，其实施例中的氧选择性只有30％～35％，既在去除一氧化碳的同时60％-70％的氧和氢发了不希望的消耗反应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CO在富氢气体中选择性氧化催化剂及其制备方法，它可以解决现有技术存在的成本较高、活性温度范围狭窄且偏向高温且选择性较低等问题。本发明所制备出的氧化催化剂可以在较宽的温度区间内将富氢气体中一氧化碳的含量降至500ppm以下，满足燃料电池的实际工况需求。
为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是，
一种一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂，由金属组分附载在一种多孔性无机物载体上构成，所述金属组分为钙、镁、锌、铁、锡、铝中至少一种。
在本发明的技术方案中，还包括以下技术特征：所述多孔性无机物载体为硅胶，所述硅胶的比表面积为300～700m2/g。
进一步地，所述多孔性无机物载体还可为三氧化二铝、氧化铈、氧化铁、沸石、海泡石、二氧化钛、二氧化锆、氧化锌、氧化镁、二氧化锡中的其中一种。
进一步地，所述金属组分的总含量占所述氧化催化剂的18～45％。
进一步地，所述金属组分形成可溶性的金属卤化物或金属无机盐的水溶液，在单个金属卤化物或金属无机盐的水溶液中的金属的重量百分含量为18～23％。
一种一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤，
1)将多孔性无机物载体置于700～900℃活化炉中煅烧0.5～3小时，然后降温；
2)将步骤1)所得的产物浸泡于一种金属组分的可溶性卤化物或无机盐水溶液中，搅拌0.5～2小时，所述金属组分的卤化物或无机盐水溶液中金属组分的重量百分含量为18～23％；所述金属组分为钙、镁、锌、铁、锡或铝；
3)将步骤2)所得到的产物在110～150℃条件下烘干36～48小时，控制水分含量在0.4～1.0％；
4)重复上述步骤2)和3)至少一次，即将步骤1)所得的产物浸泡于另外一种金属组分的卤化物或无机盐水溶液中；
5)然后将上述最终产物混合，即可获得最终的氧化催化剂。
进一步地，所述金属组分的总含量占所述氧化催化剂的18～45％。
进一步地，所述多孔性无机物载体为硅胶，其比表面积为300～700m2/g，所述多孔性无机物载体还可为三氧化二铝、氧化铈、氧化铁、沸石、海泡石、二氧化钛、二氧化锆、氧化锌、氧化镁、二氧化锡中的其中一种。
一种一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂的制备方法，包括以下步骤，
1)将多孔性无机物载体置于700～900℃活化炉中煅烧0.5～3小时，然后降温，所述多孔性无机物载体为硅胶，其比表面积为300～700m2/g，所述多孔性无机物载体还可为三氧化二铝、氧化铈、氧化铁、沸石、海泡石、二氧化钛、二氧化锆、氧化锌、氧化镁、二氧化锡中的其中一种；
2)将步骤1)所得的产物浸泡于至少包含两种金属组分的可溶性卤化物或无机盐的混合水溶液中，搅拌0.5～2小时，所述金属组分为钙、镁、锌、铁、锡或铝；
3)将步骤2)所得到的产物在110～150℃条件下烘干36～48小时，控制水分含量在0.4～1.0％，即可获得最终的氧化催化剂。
进一步地，所述金属组分的总含量占所述氧化催化剂的18～45％
所述氧化催化剂可根据不同需要，制成球状或者无定形颗粒。
在多孔性无机物载体上金属组分有平均100～300nm的颗粒，优选为平均100～150nm。
氧化催化剂中，当金属组分小于18％时，催化剂的活性特别是低温一氧化碳转化率会降低。而当金属组分大于45％时，会降低氧的选择性。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：
本发明在富氢条件下一氧化碳选择氧化催化剂使用价格比较低的常见金属作为活性组分，获得更高的低温一氧化碳的氧化活性和选择性。
本发明制备过程简单，操作方便。并具有以下优点：
1)所选用的金属价格便宜，并可有效应用于一氧化碳在富氢气氛下的选择性氧化；
2)本发明的氧化催化剂的活性起始温度低，使用温度范围宽，可在60～150℃间有效工作。
3)本发明的氧化催化剂在有效工作温度区间内氧的选择性高达85～90％，即在有效除去一氧化碳的同时，氢气的消耗量极少。
4)在60～150℃间有效工作温度下模拟转化气(0.7％(V/V)CO、0.7％(V/V)O2、76％(V/V)H2、17.6％(V/V)CO2、5％(V/V)H2O)使CO完全转化为CO2。
本发明是在充分考虑到以往的研究结果的基础上，进行了大量研究的结果。所提供的氧化催化剂在较低的温度范围内高效氧化催化氢气中的一氧化碳而不氧化氢气。
具体实施方式
实施例1
取1kg硅胶，比表面积350m2/g，置于750℃活化炉中煅烧1小时，降温后浸泡于所定浓度的硝酸钙、硝酸锌的混合水溶液中，搅拌30分钟，在125℃条件下烘干36小时，控制催化剂的水分在0.6％以下，即可获得氧化催化剂。氧化催化剂的钙组分含量为20％，锌组分含量为22％。
实施例2
取1kg硅胶，比表面积320m2/g，置于800℃活化炉中煅烧1小时，降温后浸泡于所定浓度的硫酸锌、硫酸铁的混合水溶液中，搅拌30分钟，在110℃条件下烘干48小时，控制催化剂的水分在0.5％以下，即可获得氧化催化剂。氧化催化剂的锌组分含量为19％，铁组分含量为23％。
实施例3
取1kg硅胶，比表面积360m2/g，置于850℃活化炉中煅烧1小时，降温浸泡于所定浓度的氯化钙、氯化镁的混合水溶液中，搅拌45分钟，在135℃条件下烘干40小时，控制催化剂的水分在0.7％以下，即可获得氧化催化剂。氧化催化剂的钙组分含量为20％，镁组分含量为23％。
实施例4
取1.5kg硅胶，比表面积380m2/g，置于900℃活化炉中煅烧1小时，降温浸泡于所定浓度的硫酸锡、硫酸铝的混合水溶液中，搅拌1小时，在140℃条件下烘干42小时，控制催化剂的水分在0.6％以下，即可获得氧化催化剂。氧化催化剂的锡组分含量为18％，铝组分含量为20％。
实施例5
取0.5kg硅胶，比表面积340m2/g，置于750℃活化炉中煅烧1.5小时，降温浸泡于所定浓度的硝酸锌、硝酸锡的混合水溶液中，搅拌45分钟，在130℃条件下烘干38小时，控制催化剂的水分在0.5％以下，即可获得氧化催化剂。氧化催化剂的锌组分含量为19％，锡组分含量为22％。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂，其特征在于：由金属组分附载在一种多孔性无机物载体上构成，所述金属组分为钙、镁、锌、铁、锡、铝中至少两种；所述多孔性无机物载体为硅胶、三氧化二铝、氧化铈、氧化铁、沸石、海泡石、二氧化钛、二氧化锆、氧化锌、氧化镁、二氧化锡中的其中一种；所述硅胶的比表面积为300～700m2/g；
所述金属组分的总含量占所述的催化剂的18～45％；
所述金属组分形成金属无机盐的水溶液，在单个金属无机盐的水溶液中的金属的重量百分含量为18～23％。
2.一种一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
1)将多孔性无机物载体置于700～900℃活化炉中煅烧0.5～3小时，然后降温，所述多孔性无机物载体为硅胶，其比表面积为300～700m2/g，或所述多孔性无机物载体为三氧化二铝、氧化铈、氧化铁、沸石、海泡石、二氧化钛、二氧化锆、氧化锌、氧化镁、二氧化锡中的其中一种；
2)将步骤1)所得的产物浸泡于一种金属组分的无机盐水溶液中，搅拌0.5～2小时，所述金属组分的无机盐水溶液中金属组分的重量百分含量为18～23％；所述金属组分为钙、镁、锌、铁、锡或铝；
3)将步骤2)所得到的产物在110～150℃条件下烘干36～48小时，控制水分含量在0.4～1.0％；
4)重复上述步骤2)和3)至少一次，即将步骤1)所得的产物浸泡于另外一种金属组分的无机盐水溶液中；所述金属组分的总含量占所述氧化催化剂的18～45％；
5)然后将上述最终产物混合，即可获得所述的氧化催化剂。
3.一种一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
1)将多孔性无机物载体置于700～900℃活化炉中煅烧0.5～3小时，然后降温，所述多孔性无机物载体为硅胶，其比表面积为300～700m2/g，或所述多孔性无机物载体为三氧化二铝、氧化铈、氧化铁、沸石、海泡石、二氧化钛、二氧化锆、氧化锌、氧化镁、二氧化锡中的其中一种；
2)将步骤1)所得的产物浸泡于至少包含两种金属组分的无机盐的混合水溶液中，搅拌0.5～2小时，所述金属组分为钙、镁、锌、铁、锡或铝，所述金属组分的总含量占所述氧化催化剂的18～45％；
3)将步骤2)所得到的产物在110～150℃条件下烘干36～48小时，控制水分含量在0.4～1.0％，即可获得所述的氧化催化剂。
CN2007101160440A 2007-12-17 2007-12-17 一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂及其制备方法 Active CN101219390B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101160440A CN101219390B (zh) 2007-12-17 2007-12-17 一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2007101160440A CN101219390B (zh) 2007-12-17 2007-12-17 一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101219390A CN101219390A (zh) 2008-07-16
CN101219390B true CN101219390B (zh) 2011-08-10

Family

ID=39629619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007101160440A Active CN101219390B (zh) 2007-12-17 2007-12-17 一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101219390B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108686671A (zh) * 2018-06-11 2018-10-23 福州大学 一种低温甲醇分解催化剂的制备
CN111410171B (zh) * 2020-03-31 2021-03-02 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种煤气化合成气脱汞剂及其制备方法
CN114042457B (zh) * 2021-11-09 2023-08-01 上海化工研究院有限公司 一种富氢气中co净化催化剂及其制备方法与应用
CN116037192B (zh) * 2023-03-08 2024-07-23 北京智慧能源研究院 富氢条件下一氧化碳深度脱除的催化剂及制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB993008A (en) * 1960-09-14 1965-05-26 Universal Oil Prod Co Process for the catalytic polymerisation of olefinic hydrocarbons
GB1448325A (en) * 1973-11-21 1976-09-02 Kurashiki Boseki Kk Process for the reduction of nitrogen oxides
CN1397485A (zh) * 2002-08-13 2003-02-19 上海燃料电池汽车动力***有限公司 一种co在富氢条件下选择性氧化催化剂及其制备方法
CN1548368A (zh) * 2003-05-13 2004-11-24 中国科学院生态环境研究中心 富氢条件下一氧化碳选择性氧化催化剂
CN1745879A (zh) * 2004-09-09 2006-03-15 中国科学院兰州化学物理研究所 一氧化碳氧化与选择氧化催化剂及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB993008A (en) * 1960-09-14 1965-05-26 Universal Oil Prod Co Process for the catalytic polymerisation of olefinic hydrocarbons
GB1448325A (en) * 1973-11-21 1976-09-02 Kurashiki Boseki Kk Process for the reduction of nitrogen oxides
CN1397485A (zh) * 2002-08-13 2003-02-19 上海燃料电池汽车动力***有限公司 一种co在富氢条件下选择性氧化催化剂及其制备方法
CN1548368A (zh) * 2003-05-13 2004-11-24 中国科学院生态环境研究中心 富氢条件下一氧化碳选择性氧化催化剂
CN1745879A (zh) * 2004-09-09 2006-03-15 中国科学院兰州化学物理研究所 一氧化碳氧化与选择氧化催化剂及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王大庆等.Al2(SO4)3/γ-Al2O3单层分散状态及其对丁烯齐聚反应活性的关联.分子催化8 6.1994,8(6),443-448.
王大庆等.Al2(SO4)3/γ-Al2O3单层分散状态及其对丁烯齐聚反应活性的关联.分子催化8 6.1994,8(6),443-448. *
许招会等.硅胶负载硫酸铁催化合成肉桂醛乙二醇缩醛.林产化学与工业27 5.2007,27(5),94-96.
许招会等.硅胶负载硫酸铁催化合成肉桂醛乙二醇缩醛.林产化学与工业27 5.2007,27(5),94-96. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101219390A (zh) 2008-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kojima et al. Hydrogen generation by hydrolysis reaction of magnesium hydride.
EP3363542B1 (en) Method for producing core shell nanoparticles
NO331842B1 (no) Katalysator for vannelektrolyse og fremgangsmate for dens fremstilling og anvendelse
CN101219390B (zh) 一氧化碳在富氢气体中选择性氧化催化剂及其制备方法
US20190381486A1 (en) Manganese-doped nickel-methanation catalysts
CN101607195A (zh) 氧化铈锆基固溶体催化剂、制备方法及其应用
CN1291784C (zh) 一种甲醇水蒸汽重整制氢用的铜基催化剂及其制备方法
US20080241038A1 (en) Preparation of manganese oxide-ferric oxide-supported nano-gold catalyst and using the same
JPH0581303B2 (zh)
CN114345117B (zh) 氧化铁复合脱硫剂及其制备方法和应用
CN101912783B (zh) 一种矿井乏风甲烷燃烧催化剂及其制备方法
CN107915210A (zh) 一种活性氧发生器装置
Wang et al. A coupled electrochemical system for CO2 capture, conversion and product purification
CN113832473A (zh) 一种联产金属/碳复合材料和氢气的熔盐电化学方法
JP3793800B2 (ja) ヨウ素化合物と半導体光触媒による水素及び酸素の製造方法
CN114959772B (zh) 一种长寿命贵金属氧化物析氧反应电催化剂及制备方法和应用
Yao et al. Photocatalytic properties of a novel layered photocatalyst CsLaSrNb 2 NiO 9
JP4657645B2 (ja) 水性ガスシフト反応触媒および該触媒の製造方法。
JP2005068007A (ja) ヨウ素化合物と半導体光触媒による水素及び酸素の製造方法
CN101804342B (zh) 一种具有储氧性能和耐高温的铈-锆-铋复合氧化物
CN114990621B (zh) 表面氮氧共掺杂铁钼双金属材料及其制备方法和应用
CN116786138A (zh) 一种co低温选择性甲烷化双金属催化剂及其制备方法和应用
CN114808020B (zh) 一种长寿命负载型析氧反应电催化剂及制备方法和应用
CN207986682U (zh) 一种活性氧发生器装置
CN114558624B (zh) 一种介孔纳米微球镍镁钙复合氧化物催化剂及应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant