一种碱性溶液处理的催化剂及其制备方法和在氧化CO中的应用

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别涉及一种碱性溶液处理的催化剂及其制备方法和在氧化CO中的应用。

背景技术

CO在贵金属表面的催化氧化是一个具有重要工业应用价值的反应，包括工业废气处理、汽车尾气处理和氢气纯化。在这个反应中，催化剂的结构和氧化还原性能会直接影响CO的吸附和氧化效率。众多负载型贵金属催化剂中，半导体TiO

Liu等人(Enhanced CO oxidation over potassium-promoted Pt/AlOcatalysts:Kinetic and infrared spectroscopic study.Chinese Journal ofCatalysis,2015,36(11):1976-1986)研究了有K

发明内容

为了改善上述技术问题，本发明提供了一种采用碱性溶液制备催化剂的方法，所述方法包括：

(1)制备Pt/TiO

(2)将碱性溶液加入至步骤(1)中所述的Pt/TiO

根据本发明，步骤(1)中，所述Pt/TiO

根据本发明，步骤(1)中，所述含Pt化合物包括但不限于H

根据本发明，所述含羟基的有机溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇中的至少一种。

根据本发明，所述含Pt化合物、TiO

根据本发明，含TiO

根据本发明，所述氙灯的功率为200-500w；例如，可以为200w、300w、400w、450w、500w。

根据本发明，所述氙灯的波长为200-800nm。例如可以为200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm。

根据本发明，所述氙灯的照射时间为0.5-5h，例如可以为0.5h、1h、2h、0.5h、3h、4.5h、5h。

根据本发明，干燥温度为60-100℃，优选为80℃；干燥时间为8小时以上，优选为12-20h。

根据本发明，步骤(1)中的反应在惰性氛围下进行，例如氩气、氮气等。

根据本发明，步骤(2)中，所述碱性溶液选自NaOH、Na

根据本发明，所述碱性溶液的浓度为0.2-1.2mol L

根据本发明，所述Pt/TiO

优选地，所述的采用碱溶液制备催化剂的方法，所述方法具体包含如下步骤：

步骤(1)：首先将3.2mL H

步骤(2)：配置好100mL 1mol L-1的NaOH、和/或0.5mol L-1的Na

本发明制备方法利用TiO

本发明还提供了一种采用上述制备方法制备的Pt/TiO

本发明还提供了上述Pt/TiO

根据本发明，所述催化氧化CO在200-550℃中进行，例如200-250℃。

有益效果

(1)本申请制备方法简单，易于操作，成本低廉，所得产品能够用于催化氧化CO，且氧化性能优异，在催化氧化(例如水煤气)等领域有较好的应用前景。通过红外测试本申请的催化剂，能够很大程度地提高催化活性。

(2)本申请制备方法利用TiO

(3)本申请中，碱性溶液处理的催化剂比非碱性溶液处理的催化剂在反应活化温度、CO氧化脱附效率等方面性能更优异。

附图说明

图1为实施例1-2和对比例1-2中步骤(1)制备Pt/TiO

图2为实施例1中Pt/TiO

图3为实施例1-2和对比例1-2制备的催化剂的XPS谱；(a)Pt和(b)Na元素。

图4为应用例1和应用例2的中催化氧化CO中的样品温度变化和反应炉的温度变化图；(a)Pt/TiO

图5为应用例3-6中程序升温的CO氧化中吸附在样品上CO的红外吸收光谱；(a)Pt/TiO

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。

除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。

若无特殊说明，本实施例所采用的试剂均为分析纯；实施例中使用的水均为去离子水。

实施例1

一种采用碱溶液制备催化剂的方法，所述方法具体包含如下步骤：

(1)首先将3.2mL H

(2)配置好100mL 1mol L

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：步骤(2)中，采用100mL 0.5mol L

对比例1：

对比例1与实施例1的区别在于：步骤(2)中用100mL去离子水替换实施例1中的100mL 1mol L

步骤(2)的具体步骤为：在100mL去离子水中加入1g上述制备好的Pt/TiO

对比例2

对比例2与实施例1的区别在于：步骤(2)中用100mL1 mol L

步骤(2)的具体步骤为：在100mL1 mol L

应用例1-2

对对比例1和实施例1进行CO的催化氧化测试。反应前对催化剂进行预处理：将0.1g样品装入石英玻璃管，放入反应炉内。石英玻璃管进气端用石英棉堵住，防止样品随气流流失。然后在氧气氛围下将样品以5℃ min

在预处理完成后，进行CO的催化氧化测试，具体过程如下：首先在25℃下通入CO浓度为4％和O

应用例3-6

对比例1-2和实施例1-2进行程序升温CO催化氧化的红外检测。检测方法为：先对催化剂进行预处理，避免样品表面吸附的有机物或其他物质对后续测试的影响，预处理方法为：催化剂样品先在400℃的氧气氛围下处理60min，然后自然冷却到100℃，在冷却完成后，用氩气流吹扫反应池，使反应器中的氧气排尽。预处理过程结束后，红外检测程序升温的CO催化氧化过程如下：分别取50mg的催化剂样品压片，放入红外仪器样品槽中，在100℃下的氩气氛围中取样品的背景(即样品的初始状态)，作为参比，然后通入CO浓度为4％和O

测试例

对对比例1-2和实施例1-2中步骤(1)制备的Pt/TiO

通过XPS技术对对比例1-2和实施例1-2制备的催化剂的表面进行元素分析测试，测试结果如表1和图3所示；图3中，a图代表pt(即pt 4f)，b图代表Na元素(即Na 1s)。从表1可以看出，因为催化剂前躯体制备中用到了H

表1催化剂样品表面不同元素的含量

对应用例1和应用例2中的催化剂置于反应炉内，通入CO和O

对应用例3-6进行的程序升温(100-400℃)CO催化氧化的红外测试，结果如图5所示，其中(a)应用例3(对比例1中的Pt/TiO

从图5中可以看出，CO在应用例3(图5a)和应用例4(图5b)中有2189、2128和2090cm

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。