四氧化三铁负载铂的催化剂的制备方法及其应用
本发明四氧化三铁负载铂的催化剂的制备方法,包含以下步骤:⑴制备金属盐溶液I;⑵制备金属盐溶液II;⑶制备混合溶液;⑷制备四氧化三铁负载铂固体;⑸制备四氧化三铁负载铂的催化剂;本发明采用共沉淀法制备四氧化三铁负载铂的催化剂,制备方法简单且易控制,合成过程耗时少,对设备要求不高,反应条件不苛刻,可操作性强;本发明采用过渡金属作为载体,降低了生产成本,易于工业化生产;本发明制备的四氧化三铁负载铂的催化剂具有较少量的铂,较高的比表面,在室温下表现出良好的催化CO氧化活性和稳定性,可在常温CO氧化中的应用。
大气污染的有害物质主要有一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和碳氢化合物及灰尘等。其中的一氧化碳有害气体主要来自于汽车尾气及化石燃料的不完全燃烧。而催化氧化技术是近年来在环境治理、工业生产节能减排等领域广泛应用的环保技术之一,已被用于废气减排、室内空气净化、防毒面具、CO气体传感器、氢质子交换膜燃料电池(PEMFC)以及汽车尾气净化装置等领域。由于治理效果明显,目前,人们对催化氧化技术的研宄还在广泛深入地进行。
目前,常温CO的消除方法主要有物理净化和化学净化两种方法。物理净化法主要是利用比表面积较大的多孔材料,如活性炭,通过弱的范德华力实现CO在常温下的物理吸附。但是,物理净化法目前存在以下不足:⑴净化效率受浓度、反应气氛、温度等因素的影响,特别是对于低浓度的CO吸附净化效率较低—般需要较多的吸附材料,且需要定期再生或者更换吸附材料,操作较多,成本过高;⑶易造成二次污染。而化学净化法主要是利用催化技术使CO氧化成CO2,达到净化CO的目的。
针对CO的氧化,目前已经研宄开发有多种催化剂体系。根据催化剂的活性组分,一般分可为贵金属催化剂和过渡金属氧化物催化剂。目前,四氧化三钴被认为是最有可能取代贵金属的催化剂,因为它具有很高的CO催化氧化活性。但在实际应用过程中人们发现,空气中不可避免存在的水汽会对四氧化三钴造成永久性的失活。人们同时还发现,将贵金属负载于过渡金属氧化物上可显著提高催化剂的抗水性能。因此,贵金属催化剂可能更适合实际的应用。
近年来,由四氧化三铁作为载体的贵金属催化材料在消除CO及其他有害气体中的催化氧化作用引起了人们广泛地关注。但是,大多数由贵金属与金属氧化物结合的催化剂对贵金属的量需求较大,其制备工艺比较复杂,而且对催化CO氧化的活性不高。因此,市场需要一种有效的并且易于操作的方法来制备有高催化性能的常温CO氧化催化剂。