催化剂制备方法.doc

一 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/L Ce(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/L Ce(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/h gcat。原料组成为：1 vol.% O2，1 vol.% CO，50 vol.% 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(43．4 g／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5 d，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24 h，然后在马弗炉中以5℃／min的速率升温至450℃煅烧4 h，制得介孔Cc02．非介iL CeCh(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24 h，80℃烘干12 h，最后在350℃焙烧4 h． 活性 样品首先在300℃下使用5％02—95％N2混合气预处理催化剂40 min．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40 L／(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Co O 的浸渍液