文档介绍：.页眉. .页脚. 不同方法制备的纳米金催化剂 Au/Co 3O 4对CO 的催化氧化* 邹旭华齐世学安立敦**段雪# (烟台大学应用催化研究所 264635 #北京化工大学应用化学系 100029) CO的催化氧化过程在封闭式 CO 2激光器、 CO气体传感器、空气净化器、 CO气体防毒面罩以及潜水艇、航天器等密闭系统内 CO消除等方面都具有较高的实用价值和广阔的应用前景[1],因而成为人们长期研究并关注的课题。消除 CO 最好的方法是让它与空气中氧反应生成 CO 2。目前最常用的商用催化剂是以 MnO 2-CuO 为主要活性组分的 Hopcalite 催化剂,该催化剂对 CO的催化氧化具有很高的活性,且成本较低廉,但其致命弱点是怕潮湿和易中毒。后来又有人研制出含 Pt、Pd的贵金属催化剂,但因其价格昂贵而未投入实际应用。80年代后期, Haruta [2]开始研究以 Au为主要活性组分的催化剂,发现 Au催化剂不仅对 CO低温氧化有很高的催化活性,而且具有相当好的耐水性。 Au是惰性最高的金属,通常被认为没有催化活性。但是当 Au高度分散于金属氧化物表面形成纳米颗粒时,会具有极好的催化活性。 Au催化剂的催化活性至少受到 3个因素影响:(1) 载体的种类(2)Au 颗粒的大小(3)Au 颗粒和载体间的接触结构,以上 3个因素和 Au催化剂的制备方法都有密切关系。为研究高分散度 Au催化剂的制备科学,本文采用共沉淀法[2~4]和金属有机络合物固载法[5],在不同的条件下制备 Au/Co 3O 4催化剂,探究其制备因素与催化CO氧化活性之间的关系。结果表明:通过选择制备方法和严格控制制备条件, 可以得到催化活性很高的 Au催化剂。 1 实验部分 催化剂的制备方法 A(共沉淀法): 将沉淀剂 K 2CO 3的水溶液于搅拌下慢慢滴加到一定浓度的 HAuCl 4和 Co(NO 3) 2·6H 2O的水溶液中,沉淀完全后过滤,充分洗涤至无 Cl -离子,真空下 60 ?C干燥,获得的样品在流动的空气中进行程序升温焙烧:以4K/min 的升温速率加热至 200 ?C~500 ?C,并在其中一温度下恒温一段时间,最后得到催化剂 Au/Co 3O 4。方法 B(金属有机络合物固载法): Co(NO 3) 2·6H 2O的水溶液慢慢滴加到搅拌中的 K 2CO 3水溶液中,将混合物过滤,洗涤沉淀数次直至滤液呈中性。将得到的 Co(OH) 2沉淀全部移入丙酮中进行分散,搅拌得到很细的悬浮液后加入 Au(PPh 3)(NO 3)的丙酮溶液,强烈搅拌得到的混合物。真空下将混合物中的丙酮移除,程序升温焙烧条件同上。 反应装置流程采用小型固定床连续流动反应装置,反应管为硬质玻璃管,内径为? ,放置于加热炉或冷阱内以便控制反应温度。由反应管出来的气体经流量计计量后放空,在反应管后有取样点。 催化剂活性的评价方法称取制备好的催化剂 ( 粒径为 ~) 装入反应管中,调节原料气(1%CO,10%O 2,89%N 2)流速以维持一定的气体流量(25 ~30mL/min) ,所进行的反应为 CO氧化反应,反应温度由高逐渐降低,一直降低到可使 CO完全转化,又能稳定 15min ,此时的反应温度称为最低全转化温度,以T 1/1表