催化剂制备方法.pdf

催化剂制备⽅法催化剂制备共沉淀法按照Co3O4和CeO2在催化剂中的⽐例，计算出所需0.5mol/LCe(NO3)3溶液的体积和Co(NO3)2?6H2O的质量。将钴、铈的硝酸盐混合溶液与沉淀剂碳酸钠并流滴定。沉淀过程中，始终保持沉淀液的pH值在8.5～9.5之间。在室温下搅拌3⼩时。按50mL蒸馏⽔/g.cat的⽐例⽤80℃蒸馏⽔洗涤三次，在80℃下⼲燥24⼩时，⼀定温度下焙烧5⼩时，制得不同⽐例的钴、铈混合氧化物催化剂。浸渍法考察制备⽅法对催化剂的活性影响时，⽤到了浸渍法，具体步骤如下：取⼀定量的0.5mol/LCe(NO3)3溶液，与沉淀剂碳酸钠并流滴定。沉淀过程中，始终保持沉淀液的pH值在8.5～9.5之间。在室温下搅拌3⼩时。按50mL蒸馏⽔/g.cat的⽐例⽤80℃蒸馏⽔洗涤三次，在80℃下⼲燥24⼩时，得到CeO2载体的前驱体。按⽐例取⼀定量的Co(NO3)2?6H2O，采⽤等体积浸渍⽅法将Co(NO3)2溶液浸渍于载体前驱体上，再于室温下放置过夜。⼀定温度下焙烧5⼩时，制得Co3O4-CeO2催化剂。活性原料⽓空速为40,000ml/hgcat。原料组成为：1vol.%O2，1vol.%CO，50vol.%H2，N2平衡⽓；Co3O4-CeO2催化剂的制备⽅法及钴含量、焙烧温度等制备条件对催化剂的活性有很⼤影响，本实验范围内的最佳条件为：共沉淀法制备，Co3O4含量为80wt.%，焙烧温度为350℃，采⽤氧化预处理。从图4-4⾄图4-6可见，共沉淀法制备的催化剂活性明显好于浸渍法的催化剂。共沉淀法的15wt.%Co3O4-CeO2在175℃时达到100%的CO转化率，⽽浸渍法的15wt.%Co3O4-CeO2在200℃实现CO的完全转化。图4-6显⽰浸渍法制得的催化剂选择性略好于共沉淀法，但若对⽐在相同CO转化率时的选择性，则可看出制备⽅法对选择性没有明显的影响⼆催化剂酌制备溶胶⼀凝胶法采⽤溶胶⼀凝胶法制备介孔ceO，载体．⾸先向不断搅拌的⼗六烷基三甲基溴化铵(CTABr)(36．5g／L)溶液中加⼈⼀定量的氨⽔(20％)，直到获得澄清透明的模板剂溶液．将硝酸铈溶液(43．4g／L)逐滴加⼊到模板剂溶液中，并在强烈搅拌的情况F使其混合均匀．⽤氨⽔将上述溶液的pH值调到11左右。然后搅拌⾄形成溶胶．将溶胶移⼊带聚四氟⼄烯内衬的不锈钢晶化釜内，100℃晶化5d，过滤分离出固体产物，⽤去离⼦⽔和⼄醇分别洗涤三次，于80℃烘箱中⼲燥24h，然后在马弗炉中以5℃／min的速率升温⾄450℃煅烧4h，制得介孔Cc02．⾮介iLCeCh(non—meso—Ce02)载体与介孔CeO：载体制备过程相同，但没有加⼊CTABr溶液．负载Cos04催化剂采⽤浸渍法制备．埘⼀定量的硝酸钴溶液浸渍介孔和⾮介孔Ce晓载体，室温放置24h，80℃烘⼲12h，最后在350℃焙烧4h．活性样品⾸先在300℃下使⽤5％02—95％N2混合⽓预处理催化剂40min．再降⾄⼀定温度，然后通⼊组成为1％Oz⼀1％CO⼀50％H2-48％N2的原料⽓(空速为40L／(g·h))，且其催化CO转化率达到100％时的温度窗⼝较宽，为200～300℃．表⽰不同负载量的c0304／meso-Ce02催化剂上优先氧化CO的转化率和选择性．由图可见，C0304负载量为2．5％时催化剂活性最低．随着负载量由5％增⼤⾄15％，在温度低于250℃时催化剂的活性随负载量变化不⼤；但C0304负载量为5％时，CO转化率达到100％的温度窗⼝仅为50℃，远低于⾼钴负载量(10％～15％)催化剂的温度窗⼝(100℃)．说明钴负载量的变化对Cq04／meso-Ce02催化剂的催化性能有较⼤影响．三制备⽅法溶胶－凝胶浸等体积渍法制介孔称取3.645g⼗六烷基三甲基溴化氨（CTABr），⽤50℃、100ml的蒸馏⽔将其完全溶解。然后向该溶液中加⼊⼀些氨⽔，⽬的是获得清晰透明的模板剂溶液。在100ml的蒸馏⽔中溶解4.34g的Ce(NO3)3·6H2O，将其逐滴加⼊到模板剂溶液中，并在强烈搅拌的情况下，使其混合均匀。然后⽤氨⽔将上述溶液的pH值调到11左右，之后搅拌4h，直到溶胶形成。然后装⼊带聚四氟⼄烯内衬的不锈钢晶化釜内，100℃下晶化5天，待其晶化完全后，过滤分离出固体产物，⽤去离⼦⽔和⼄醇冲洗⼏次，放⼊80℃的烘箱中⼲燥24⼩时，得到介孔CeO2的原粉。然后在马弗炉中将原粉以5℃/min的速率升温⾄450℃，煅烧4⼩时，即可制得介孔CeO2。配制CoO的浸渍液。分别称取适量的Co(NO)·6H34322O放⼊⼩烧杯中，将其完全溶解。按照浸渍⽐1.2（ml浸渍液）/（g载体）等体积浸渍。⽤移液管移取适量浸渍液浸渍载体，室温放置24⼩时，然后转移到烘箱中，在80℃下⼲燥12⼩时。之后