一种co在富氢条件下选择性氧化催化剂及其制备方法
本发明提供了一种CO选择性氧化催化剂,其特征在于:以Pt为催化剂活性组分,其含量为0.05~5%(重量),更佳范围为0.2~2%(重量),负载于γ-Al2O3上。
氢气一般来源于甲醇或天然气重整制氢,重整制氢产生的富氢气体中含有CO,经过水煤气变换反应后,含量仍达到1%左右。由于CO也会强吸附在燃料电池的Pt电极上,使电池效率下降,因此重整气体(富氢气体)中的CO浓度须降到50ppm以下。
通过氧化的方法脱除CO是简易且可行的方法。在大量氢气的存在下,可发生下列反应:ΔH=-283.0kJ/molΔH=-241.8kJ/mol反应的特点为:(1)CO氧化和H2的氧化皆为强放热反应;(2)反应过程中程度不同地要消耗氢气。但是,借助于催化剂的选择性,可以抑制氢的氧化。
目前,CO在富氢气氛下的选择性氧化催化剂的活性组分以使用贵金属为主,主要有Pt、Ru、Rh和Pd等。其中,贵金属的含量较高,一般>5wt%,同时有效去除CO的温度范围狭窄,在200℃左右。如丰田汽车公司的申请专利(专利申请号:98809466.5)披露了以贵金属钌为活性组分、添加锂和锌等助助剂的催化剂,CO的初始含量为5000ppm,反应中O2/CO为3,最佳活性温度为140~200℃,但对于CO浓度高于5000ppm时的氧化性能未作说明。还有部分专利,如(USPatent 6,168,772和5,702,838)公开了以A、Y型分子筛为载体,用离子交换法将Pt负载在分子筛上的催化剂。载Pt的量为3~6%(重量)左右,反应空速2,000~8000h-1。不仅贵金属含量高,而且采用离子交换法制备该催化剂时必须经过多次交换,才能达到如此高的含量,增加了催化剂制备的复杂性和生产成本。