ZrO2负载CuO催化剂的超声-沉淀制备及其催化氧化CO的性能.pdfVIP

第31卷第3期 徐州工程学院学报(自然科学版) 2016年9月 Sciences V01．31No．3 ofXuzhouInstituteof Edition) Sep．2016 Journal Technology(Natural Zr02负载CuO催化剂的超声一沉淀制备 及其催化氧化CO的性能 崔玉花1，田其燕1，彭修静2，于文江1，牟晓磊2，孙国新2 250022) (1．山末省食品药品检验研究院，山东济南250013；2．济南大学化学化工学院，山东济南 摘要：以氧氯化锆、尿素为原料，采用溶胶一凝胶法并结合超临界CO：干燥制备了纳米二氧化 锆，利用XRD、TG-DTA、BET等手段对样品进行了表征．以制备的纳米二氧化锆作为载体、强搅 拌和超声下沉积法制备负载铜催化剂，考察了比表面积、煅烧温度、氧化铜负载量等因素对CO催 化氧化性能的影响．实验表明：负载12％氧化铜催化剂经400℃煅烧后具有最佳的催化活性，催化 反应的起始温度为84℃，温度达到162℃时催化活性已经超过95％，显示了较好的低温催化 活性． 关键词：CuO；Zr0。；催化氧化；负载型催化剂；沉淀法 中图分类号：0643．36文献标志码：A文章编号：1674—358X(2016)03—0049—06 二氧化锆耐高温，化学稳定性好，兼具酸碱两性，常直接用作催化剂或者作为催化剂载体，可与催化剂活 性组分产生协同催化作用，在催化氢化、氧化、费托合成以及烷烃异构化等工艺中得到广泛的研究．关于纳 米管状二氧化锆[1]、球形二氧化锆[2。、各种介孔二氧化锆睁5|，掺杂二氧化锆的制备卟]均有不少报道． 越来越多的机动车排放的尾气中含有大量的CO，煤炭、石油等的不完全燃烧也是CO的重要来源，这些 都造成了严重的大气污染，因此开发高效的催化剂，降低CO的排放是目前研究热点之一．目前柴油车尾气 催化剂使用的是负载贵金属Pt、Pd、Au的整体式催化剂，催化活性高，反应温度低，但该类催化剂的缺点是 成本较高，并且硫化物等对其催化性能有较大的影响．研究发现，ZrO。负载过渡金属制备的负载型催化剂， 控制适当的制备条件可以获得性能良好的催化剂，实现低温催化氧化CO，有较大的应用前途口]． 研究发现，高活性CuO／ZrO：催化剂中ZrO：起着非常重要的作用，它不仅能够转移铜上电子密度，而且 转化． 载体的制备对催化性能影响很大，本文采用超临界CO：流体干燥技术制备纳米ZrO。．超临界CO：流体 干燥过程中不存在气液界面，不存在毛细管力，从而避免了颗粒团聚和孔的塌陷，获得的新材料具有高比表 面积和大孔体积．Zr仆的沉淀常用氨水作为沉淀剂口川．本文采用尿素作为沉淀剂，尿素先溶解在水中，在反 应过程中缓慢分解生成氨，溶液浓度均一，避免了氨水法滴加过程中局部浓度过大导致的Zr4+不均匀沉淀 现象．为了使CuO在ZrOz均匀沉积，本文探索了超声沉淀法，在制备过程中，使ZrO：纳米粉体始终处于高 度分散状态，获得的催化剂表面CuO分布良好．研究结果可以看出，利用上述两项技术制备的催化剂性能优 良，活性优于当前文献报道结果． 1 实验部分 1．1试剂 聚乙二醇400，尿素，氧氯化锆，硫酸铜，无水乙醇等均为分析纯。 收稿日期：2016—05—09 作者简介：崔玉花(1980一)，女，硕士研究生，主要从事食品化学分析研究 · 49· 万方数据 徐州工程学院学报(自然科学版) 2016年第3期 1．2 Z向2的制备 将ZrOCl2·8HzO溶解在蒸馏水中得到Zr(VI)浓度0．02 mol／L溶液．加入分散剂聚乙二醇(PEG)适